DE10044066A1 - Elektrischer Lüfter - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Lüfter, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem elektrischen Antriebsmotor, einem mit dem Antriebsmotor gekoppelten Lüfterrad und mit einer elektronischen Steuereinheit zur Ansteuerung des Motors. Um den elektrischen Lüfter konstruktiv einfacher und kostengüstiger montierbar auszugestalten, wird vorgeschlagen, daß der Antriebsmotor und die Steuereinheit in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind, und daß das Gehäuse Lüftungsöffnungen aufweist, durch die ein vom Lüfterrad erzeugbarer Kühlluftstrom hindurchführbar ist, wobei an mindestens einer Lüftungsöffnung ein Kühlkörper der Steuereinheit angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Lüfter, ins­ besondere für Kraftfahrzeuge, mit einem elektrischen Antriebsmotor, einem mit dem Antriebsmotor gekoppelten Lüfterrad und mit einer elektronischen Steuereinheit zur Ansteuerung des Antriebsmotors.

Derartige elektrische Lüfter kommen insbesondere zur Kühlung der Antriebsaggregate eines Kraftfahrzeuges zum Einsatz. Hierbei läßt sich mittels des Lüfterrades eine im wesentlichen parallel zur Drehachse des Lüfterrades ausgerichtete Luftströmung erzeugen, die beispielsweise auf ein Kühleraggregat des Kraftfahrzeuges gerichtet ist.

Um mit möglichst geringer Energie eine optimale Kühlung zu erzielen, kann die Drehzahl des Lüfterrades entspre­ chend dem jeweils erforderlichen Kühlungsbedarf einge­ stellt werden. Hierzu kommt üblicherweise eine Steuer­ einheit zum Einsatz, die mit dem Antriebsmotor gekop­ pelt ist und einen leistungsgesteuerten Betrieb des An­ triebsmotors ermöglicht. Hierzu umfaßt die Steuerein­ heit üblicherweise eine Steuerschaltung, welche ein PWM-Signal, d. h. ein pulsweitenmoduliertes Signal, erzeugt zur Ansteuerung einer Leistungsendstufe, übli­ cherweise in Form mindestens eines FET-Endstufen­ schalters.

Die Steuereinheit ist üblicherweise über Verbindungska­ bel mit dem Antriebsmotor verbunden und in einem sepa­ raten Gehäuse angeordnet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen elek­ trischen Lüfter der eingangs genannten Art konstruktiv einfacher und kostengünstiger montierbar auszugestal­ ten.

Diese Aufgabe wird bei einem Lüfter der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Antriebsmo­ tor und die Steuereinheit in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind und daß das Gehäuse Lüftungsöffnungen aufweist, durch die ein vom Lüfterrad erzeugbarer Kühl­ luftstrom hindurchführbar ist, wobei an mindestens ei­ ner Lüftungsöffnung ein Kühlkörper der Steuereinheit angeordnet ist.

Erfindungsgemäß bilden der Antriebsmotor und die Steu­ ereinheit eine gemeinsame bauliche Einheit. Dies hat den Vorteil, daß für den elektrischen Lüfter ein deut­ lich geringerer Platzbedarf erforderlich ist. Außerdem zeichnet sich der elektrische Lüfter durch eine sehr gute elektromagnetische Verträglichkeit aus, da die Steuereinheit dem Elektromotor unmittelbar benachbart angeordnet und gemeinsam mit diesem von einem Gehäuse umgeben ist, mit dessen Hilfe eine Abstrahlung elektromagnetischer Störstrahlung ebenso zuverlässig verhin­ dert werden kann wie eine Beeinflussung insbesondere der elektronischen Steuereinheit durch externe elektro­ magnetische Strahlungsfelder.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausgestal­ tung ist darin zu sehen, daß eine separate Stromversor­ gungsleitung zwischen der Steuereinheit und dem An­ triebsmotor entfällt. Diese Stromversorgungsleitung bildet einen Hauptverursacher für elektromagnetische Störstrahlung. Die kompakte Ausgestaltung des elektri­ schen Lüfters vereinfacht außerdem dessen Handhabung und hat eine geringere Störanfälligkeit zur Folge.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß mittels des Lüfter­ rades ein Kühlluftstrom erzeugbar ist, der durch Lüf­ tungsöffnungen des Gehäuses hindurchführbar ist. Da­ durch wird eine Wärmeabfuhr sichergestellt, so daß trotz der Anordnung der Steuereinheit und des Antriebs­ motors in einem gemeinsamen Gehäuse ein zuverlässiger Betrieb sichergestellt ist. Hierbei ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß an zumindest einer Lüftungsöffnung des Gehäuses ein Kühlkörper der Steuereinheit angeordnet ist. Der Kühlkörper ist somit unmittelbar dem vom Lüf­ terrad erzeugbaren Kühlluftstrom ausgesetzt, so daß insbesondere die Steuereinheit während des Betriebes des elektrischen Lüfters keiner unzulässigen Erwärmung unterliegt. Die Anordnung des Kühlkörpers an einer Lüf­ tungsöffnung des Gehäuses ermöglicht eine gezielte An­ strömung des Kühlkörpers mit Kühlluft.

Die Anordnung des mindestens einen Kühlkörpers an einer Lüftungsöffnung des Gehäuses stellt außerdem sicher, daß der vom Lüfterrad erzeugte, im wesentlichen paral­ lel zur Drehachse des Lüfterrades ausgerichtete Luft­ strom unbeeinflußt bleibt von der Kühlung des Antriebs­ motors und der Steuereinheit. Der Luftstrom kann somit vollständig zu Kühlung beispielsweise eines Antriebs­ aggregates eines Kraftfahrzeuges herangezogen werden, ohne daß er mit Kühlelementen des Antriebsmotors oder der Steuereinheit in Kontakt kommt, was eine Erwärmung des Luftstromes und damit eine Verringerung der effek­ tiven Kühlleistung des Lüfter zur Folge hätte. Außerdem wird der Luftstrom nicht durch Kühlelemente des An­ triebsmotors oder der Steuereinheit behindert, bei­ spielsweise abgelenkt oder teilweise ausgeblendet. Zur Kühlung der Steuereinheit und des Antriebsmotors kommt vielmehr ein separater Kühlluftstrom zum Einsatz, der ebenso wie der zur Kühlung externer Aggregate vorgese­ hene Luftstrom vom Lüfterrad erzeugt wird, jedoch vor­ nehmlich innerhalb des Gehäuses verläuft.

Eine besonders wirksame Kühlung des Gehäuseinneren kann bei einer vorteilhaften Ausgestaltung dadurch erzielt werden, daß der Kühlluftstrom einen im wesentlichen koaxial zur Drehachse des Lüfterrades ausgerichteten, innerhalb des Gehäuses verlaufenden Strömungsabschnitt aufweist. So kann beispielsweise vorgesehen sein, daß der koaxial zur Drehachse ausgerichtete Strömungsab­ schnitt das Gehäuse in Längsrichtung praktisch voll­ ständig durchgreift, so daß sowohl die elektronische Steuereinheit als auch der Antriebsmotor vom Kühlluftstrom erfaßt werden und damit wirksam gekühlt werden können.

Alternativ und/oder ergänzend kann vorgesehen sein, daß der Kühlluftstrom einen im wesentlichen radial zur Drehachse des Lüfterrades ausgerichteten Strömungsab­ schnitt innerhalb des Gehäuses aufweist. Dies ermög­ licht insbesondere eine Führung des Kühlluftstromes in­ nerhalb des Gehäuses dergestalt, daß der Kühlluftstrom radial in das Gehäuse eintritt und/oder austritt, um innerhalb des Gehäuses im wesentlichen koaxial zur Drehachse des Lüfterrades zu verlaufen.

Von Vorteil ist es, wenn mindestens ein Kühlkörper im Bereich des radial ausgerichteten Strömungsabschnitts des Kühlluftstromes angeordnet ist. Bezogen auf die Drehachse des Lüfterrades ermöglicht dies eine beson­ ders kurz bauende Ausgestaltung des elektrischen Lüf­ ters, da der Kühlkörper bezogen auf die Drehachse auf gleicher Höhe wie das Gehäuse angeordnet werden kann.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des er­ findungsgemäßen Lüfters ist vorgesehen, daß mindestens ein Kühlkörper im Bereich einer Lufteintrittsöffnung angeordnet ist, durch die der Kühlluftstrom in das Ge­ häuseinnere hineingeführt ist. Dadurch wird eine beson­ ders wirksame Kühlung des Kühlkörpers und damit auch der mit diesem thermisch verbundenen elektrischen Bau­ teile der Steuereinheit sichergestellt, denn der Kühl­ luftstrom weist beim Eintritt in das Gehäuseinnere sei­ ne geringste Temperatur auf.

Alternativ und/oder ergänzend kann vorgesehen sein, daß mindestens ein Kühlkörper im Bereich einer Luftaus­ trittsöffnung angeordnet ist, durch die der Kühlluft­ strom aus dem Gehäuseinneren herausgeführt ist. Bei ei­ ner derartigen Ausführungsform kann der Kühlluftstrom zunächst innerhalb des Gehäuses mit dem Antriebsmotor und den elektrischen Bauteilen der Steuereinheit in Kontakt kommen und überstreicht anschließend bei seinem Austritt aus dem Gehäuse den Kühlkörper.

Wie bereits erläutert, ist der Kühlkörper bevorzugt an einer Lüftungsöffnung angeordnet, die an einem den An­ triebsmotor und die Steuereinheit in Umfangsrichtung umgebenden Wandungsbereich des Gehäuses angeordnet ist.

Günstig ist es, wenn der Kühlkörper Kühlrippen auf­ weist, deren Oberflächennormale im wesentlichen senk­ recht zur Drehachse des Lüfterrades ausgerichtet ist. Die Kühlrippen sind vorzugsweise parallel zueinander ausgerichtet und nehmen den Kühlluftstrom zwischen sich auf.

Um eine besonders große Kontaktfläche zwischen dem An­ triebsmotor und dem Kühlluftstrom sicherzustellen, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, daß zumindest ein Kühlkörper an einer Lüf­ tungsöffnung angeordnet ist, die einer Stirnwand des Gehäuses benachbart positioniert ist, und daß das Ge­ häuse in seinem der Stirnwand abgewandten Endbereich eine weitere Lüftungsöffnung aufweist. Dies ermöglicht es dem Kühlluftstrom, das Gehäuse in Längsrichtung praktisch vollständig zu durchgreifen. Besonders gün­ stig ist es hierbei, wenn der Kühlkörper an einer Lufteintrittsöffnung des Gehäuses angeordnet ist, da dies eine besonders wirksame Kühlung insbesondere der Steuereinheit sicherstellt.

Zur Erzeugung des Kühlluftstromes kann vorgesehen sein, daß das Lüfterrad innerhalb des Gehäuses einen Über­ druck oder Unterdruck erzeugt, indem dem Gehäuse vom Lüfterrad Kühlluft zugeführt wird oder im Bereich einer Lüftungsöffnung ein Unterdruck erzeugt wird, der eine Saugströmung durch das Gehäuse hindurch zur Folge hat.

Als besonders vorteilhaft hat sich eine Ausgestaltung erwiesen, bei der das Gehäuse dem Lüfterrad benachbart eine Luftaustrittsöffnung aufweist und der Kühlluft­ strom im Bereich dieser Luftaustrittsöffnung um die Drehachse des Lüfterrades herum in Rotation versetzbar ist. Während der Rotationsbewegung unterliegt der Kühl­ luftstrom einer radial nach außen gerichteten Träg­ heitskraft (Fliehkraft), so daß die Kühlluft ausgehend von der dem Lüfterrad benachbart angeordneten Luf­ taustrittsöffnung schräg nach außen geschleudert wird. Dies hat zur Folge, daß sich im Bereich der Luftaus­ trittsöffnung ein Unterdruck ausbildet, und zur Erzie­ lung eines Druckausgleiches bildet sich innerhalb des Gehäuses eine Saugströmung in Richtung auf die Luf­ taustrittsöffnung aus, wodurch eine wirksame Kühlung sowohl der Steuereinheit als auch des Antriebsmotors sichergestellt wird.

Die Rotationsbewegung des Kühlluftstromes kann auf kon­ struktiv besonders einfache und kostengünstige Weise dadurch erzeugt werden, daß das Lüfterrad der Luftaus­ trittsöffnung benachbart angeordnete Lamellen umfaßt zur Bewegung des Kühlluftstromes um die Drehachse her­ um. Die Lamellen sind vorzugsweise quer zur Drehrich­ tung des Lüfterrades ausgerichtet.

Um innerhalb des Gehäuses einen besonders starken Kühl­ luftstrom auszubilden, ist es von Vorteil, wenn die Luftaustrittsöffnung einen koaxial zur Drehachse des Lüfterrades ausgerichteten Ringspalt ausbildet. Dies ermöglicht es, den Kühlluftstrom über den gesamten Um­ fang des Gehäuses gleichmäßig verteilt aus dem Ge­ häuseinneren herauszuführen, so daß sämtliche Bereiche des Gehäuseinneren gleichmäßig gekühlt werden können.

Das Gehäuse kann beispielsweise einem vorzugsweise U- förmig ausgestalteten Gehäusetopf und eine deckelförmi­ ge Grundplatte umfassen, wobei der Ringspalt einerseits durch den Gehäusetopf und andererseits durch die Grund­ platte begrenzt ist. Hierbei ist es von besonderem Vor­ teil, wenn der Gehäusetopf und die Grundplatte relativ zueinander verdrehbar gehalten sind. So kann beispiels­ weise vorgesehen sein, daß der Gehäusetopf drehbar an der Grundplatte gelagert ist und daß das Lüfterrad am Gehäusetopf gehalten ist. Eine derartige Ausgestaltung hat sich insbesondere dann bewährt, wenn als Antriebs­ motor ein elektronisch kommutierender Lüftermotor zum Einsatz kommt. Hierbei bildet der Gehäusetopf einen magnetischen Rückschluß für innerhalb des Gehäuses am Ge­ häusetopf festgelegte Permanentmagnete, und der Gehäu­ setopf bildet außerdem eine Nabe für das Lüfterrad, das drehfest am Gehäusetopf gehalten ist und diesen in Um­ fangsrichtung umgibt. Die Drehung des Gehäusetopfes hat zur Folge, daß die das Gehäuse durchströmende Kühlluft im Bereich des Ringspaltes in Rotation versetzt wird, und die dadurch hervorgerufene Zentrifugalkraft hat zur Folge, daß der Kühlluftstrom im Bereich des Ringspaltes zwischen dem Gehäusetopf und der Grundplatte schräg nach außen geschleudert wird. Im Bereich des Ringspal­ tes wird somit ein Unterdruck erzeugt. Zum Druckaus­ gleich können beispielsweise in einer Bodenwand des Ge­ häusetopfes und/oder im Bereich der Grundplatte Luft­ eintrittsöffnungen vorgesehen sein, so daß sich ein das Gehäuseinnere durchgreifender Kühlluftstrom ausbildet.

Die elektronische Steuereinheit umfaßt üblicherweise eine Vielzahl elektronischer Bauelemente, die auf einer Leiterplatte fixiert sind. Hierbei ist die Leiterplatte innerhalb des Gehäuses vorzugsweise derart angeordnet, daß der Kühlluftstrom zumindest einen Teilbereich der Leitplatte überstreicht. Es ist von besonderem Vorteil, wenn die Leiterplatte quer zur Drehachse des Lüfterra­ des ausgerichtet im Bereich eines radialen Strömungsab­ schnitts des Kühlluftstromes angeordnet ist. So kann beispielsweise vorgesehen sei, daß die Leiterplatte parallel zu einer Stirnwand des vorzugsweise zylinder­ förmig ausgebildeten Gehäuses ausgerichtet ist.

Eine besonders wirksame Kühlung der Steuereinheit kann dadurch sichergestellt werden, daß die Leiterplatte am Kühlkörper gehalten ist, der in eine Lüftungsöffnung des Gehäuses eintaucht. Hierbei ist es günstig, wenn die Leiterplatte ringförmig ausgestaltet ist, wobei am Außenrand der Leiterplatte der Kühlkörper gehalten ist. Bei einer derartigen Ausführungsform kann der Kühlluft­ strom unmittelbar dem am Außenrand der Leiterplatte an­ geordneten Kühlkörper zugeführt werden, und da die Lei­ terplatte thermisch mit dem Kühlkörper gekoppelt ist, kann dadurch eine zuverlässige Kühlung der Leiterplatte und der an dieser festgelegten elektronischen Bauteile der Steuereinheit erzielt werden.

Die nachfolgende Beschreibung zweier bevorzugter Aus­ führungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:

Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elek­ trischen Lüfters;

Fig. 2 eine Schnittdarstellung des in Fig. 1 darge­ stellten elektrischen Lüfters und

Fig. 3 eine Schnittdarstellung einer zweiten Ausfüh­ rungsform eines erfindungsgemäßen elektri­ schen Lüfters.

In den Fig. 1 und 2 ist in einer schematischen Dar­ stellung eine erste Form eines elektrischen Lüfters dargestellt, der insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 be­ legt ist. Derartige Lüfter kommen insbesondere in Kraftfahrzeugen zum Einsatz, wobei sie innerhalb des Motorraumes an einem Kühlaggregat positioniert werden, so daß ein vom Lüfter 10 erzeugter Luftstrom auf das Kühleraggregat gerichtet werden kann. Der elektrische Lüfter 10 umfaßt in üblicher Weise ein Lüfterrad 12 und einen Lüftermotor 14, welcher in der Zeichnung ledig­ lich schematisch dargestellt und an sich bekannt ist. Der Lüfter 10 umfaßt außerdem eine elektronische Steu­ ereinheit 16, die gemeinsam mit dem Lüftermotor 14 in einem im wesentlichen zylinderförmigen Gehäuse 18 ange­ ordnet ist. Das Gehäuse 18 umfaßt einen dem Lüfterrad 12 zugewandten vorderen Lagerdeckel 20 und einen dem Lüfterrad 12 abgewandten hinteren Lagerdeckel 22, die einen die Steuereinheit 16 und den Lüftermotor 14 in Umfangsrichtung umgebenden Gehäusemantel 24 stirnseitig abschließen. Der vordere Lagerdeckel 20 und der hintere Lagerdeckel 22 bilden jeweils ein Lager für eine Motor­ welle 26, die aus dem vorderen Lagerdeckel 20 hervor­ steht.

Das Gehäuse 18 ist an einem Lüfterstern 28 gehalten, der einen den Gehäusemantel 24 in Umfangsrichtung umge­ benden Haltering 30 umfaßt, von dem sternförmig drei Haltearme 32 abstehen, die mit ihren freien, in der Zeichnung nicht dargestellten Enden ortsfest im Motor­ raum des Kraftfahrzeuges festgelegt werden können.

Das Lüfterrad 12 ist als Axiallüfter ausgestaltet und weist einen den vorderen Lagerdeckel 20 des Gehäuses 18 übergreifenden Lüftertopf 36 auf, der im wesentlichen U-förmig ausgestaltet ist und eine quer zur Motorwelle 26 ausgerichtete Bodenwand 38 sowie eine einstückig mit der Bodenwand 38 verbundene Seitenwand 40 umfaßt, die in Form eines Zylindermantels ausgebildet ist mit koaxial zur Motorwelle 26 ausgerichteter Zylinderachse.

In radialem Abstand zur Seitenwand 40 umfaßt das Lüf­ terrad 12 einen koaxial zur Seitenwand 40 ausgerichte­ ten Außenring 42, und zwischen der Seitenwand 40 und dem Außenring 42 verlaufen eine Vielzahl von Lüfterflü­ gel 44, die bezogen auf die Motorwelle 26 radial ausge­ richtet sind.

Dem vorderen Lagerdeckel 20 zugewandt ist an die Boden­ wand 38 des Lüftertopfes 36 eine Hülse 46 angeformt, über die das Lüfterrad 12 drehfest mit dem Lüftermotor 14 verbunden ist, so daß das Lüfterrad um die durch die Motorwelle 26 definierte Drehachses 48 rotierbar ist.

Zum leistungsgesteuerten Betreiben des Lüftermotors 12 dient die innerhalb des Gehäuses 18 angeordnete elek­ trische Steuereinheit 16. Diese umfaßt eine kreisring­ förmige Leiterplatte 50, die innerhalb des Gehäuses 18 am hinteren Lagerdeckel 22 gehalten ist und die Dreh­ achse 48 in Umfangsrichtung umgibt. An der Leiterplatte 50 sind in an sich bekannter und deshalb in der Zeich­ nung nicht dargestellter Weise eine Vielzahl elektroni­ scher Bauelemente gehalten, insbesondere eine Steuere­ lektronik zur Erzeugung pulsweitenmodulierter Steuer­ signale, sowie eine Leistungselektronik mit mehreren FET-Endstufenschaltern, wie sie beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 197 02 949 A1 bekannt sind. Die an der Leiterplatte 50 festgelegten elektro­ nischen Bauteile stehen über aus dem Gehäuse 18 heraus­ geführte Anschlußleitungen 52 mit einer Spannungsver­ sorgung sowie einem Steuergerät, z. B. einem zentralen Motormanagement eines Kraftfahrzeuges, in Verbindung. Die Leiterplatte 50 der Steuereinheit 16 ist an einem metallischen Kühlkörper 54 gehalten, der wiederum am hinteren Lagerdeckel 22 festgelegt ist und eine Viel­ zahl von Kühlrippen 56 aufweist. Die Kühlrippen 56 durchgreifen eine dem hinteren Lagerdeckel 52 benach­ bart angeordnete, in den Gehäusemantel 24 eingeformte Lufteintrittsöffnung 58. Korrespondierende Luftaus­ trittsöffnungen 60 sind am vorderen Lagerdeckel 20 vor­ gesehen.

Die Seitenwand 40 des Lüftertopfes 36 trägt auf ihrer dem vorderen Lagerdeckel 20 zugewandten Innenseite 62 in gleichmäßigem Abstand zueinander mehrere senkrecht zur Seitenwand 14 ausgerichtete Lamellen 62. Wird das Lüfterrad 12 vom Lüftermotor 14 zu einer Drehbewegung angetrieben, so wird innerhalb des Lüftertopfes 36 die Luft aufgrund der quer zur Drehrichtung des Lüfterrades 12 ausgerichteten Lamellen in Rotation versetzt. Diese Rotationsbewegung wiederum hat zur Folge, daß auf die Luft eine Zentrifugalkraft einwirkt, so daß die Luft schräg nach außen geschleudert wird. Somit wird inner­ halb des Lüftertopfes 36 im Bereich der am vorderen La­ gerdeckel 209 angeordneten Luftaustrittsöffnungen 60 ein Unterdruck erzeugt, der wiederum zur Folge hat, daß über die Lufteintrittsöffnung 58 Luft angesaugt wird. Somit bildet sich innerhalb des Gehäuses 18 ein Kühl­ luftstrom 66 aus, der ausgehend von der Lufteintritts­ öffnung 58 zunächst im wesentlichen radial ausgerichtet ist bezüglich der Drehachse 48 und der Leiterplatte 50 benachbart einen radialen Strömungsabschnitt 68 ausbil­ det. In Richtung des vorderen Lagerdeckels 20 geht der Kühlluftstrom 66 anschließend in einen im wesentlichen axial ausgerichteten Strömungsabschnitt 70 über und tritt durch die Luftaustrittsöffnungen 60 aus dem Ge­ häuse 18 heraus.

Die Kühlrippen 56 des Kühlkörpers 54 sind innerhalb der Lufteintrittsöffnung 58 angeordnet und werden somit vom Kühlluftstrom 66 durchströmt. Dies hat eine wirksame Kühlung des Kühlkörpers 54 und der daran festgelegten Leiterplatte 50 der elektronischen Steuereinheit 16 zur Folge. Auch der Lüftermotor 14 wird effektiv gekühlt, da er praktisch entlang seiner gesamten Längserstrec­ kung vom Kühlluftstrom 66 erfaßt wird. Trotz der Inte­ gration des Lüftermotors 14 und der elektronischen Steuereinheit 16 in das Gehäuse 18 kann somit eine Überhitzung des elektrischen Lüfters zuverlässig ver­ hindert werden.

In Fig. 3 ist eine alternative Ausgestaltung in Form eines elektrischen Lüfters 80 dargestellt mit einem Lüfterrad 82, einem Lüftermotor 84 und einer elektroni­ schen Steuereinheit 86. Der Lüftermotor 84 und die Steuereinheit 86 sind in einem gemeinsamen Gehäuse 88 angeordnet, das von einem Gehäusetopf 90 und einer diesen im Abstand überdeckenden Grundplatte 92 gebildet wird. Auf den Gehäusetopf 90 ist drehfest ein Lüfter­ topf 94 des Lüfterrades 82 aufgesetzt, und entsprechend der Ausgestaltung des unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 beschriebenen Lüfterrades 12 sind auch am Lüf­ tertopf 94 des Lüfterrades 82 eine Vielzahl radial aus­ gerichteter Lüfterflügel 96 gehalten, die an ihrem ra­ dial außen liegenden Ende über einen Haltering 98 mit­ einander verbunden sind.

Der Lüftermotor 84 ist als elektronisch kommutierender Elektromotor ausgebildet, wobei der Gehäusetopf 90 ei­ nen magnetischen Rückschluß für den innerhalb des Lüf­ termotors 84 ausgebildeten Magnetkreis darstellt. Der Gehäusetopf 90 ist drehbar an der Grundplatte 92 gela­ gert, die mittels eines Lüftersternes 100 ortsfest ge­ halten ist. Zur drehbaren Lagerung ist im Bereich einer Bodenwand 102 des Gehäusetopfes 90 ein der Grundplatte 92 zugewandter Lagerzapfen 104 angeordnet, der an einer Lagerhülse 106 drehbar gehalten ist, die an der Grund­ platte 92 festgelegt ist. Der Lagerzapfen 104 definiert eine Drehachse 108 des Lüfterrades 82.

Der Gehäusetopf 90 und die Grundplatte 92 sind in ihrem radial außenliegenden Bereich im Abstand zueinander an­ geordnet, so daß sich zwischen den beiden Bauteilen ein koaxial zur Drehachse 108 ausgerichteter Ringspalt 110 ausbildet. In den Ringspalt 110 tauchen eine Vielzahl parallel zur Drehachse 108 ausgerichteter, an der Grundplatte 92 festgelegter Kühlzapfen 112 ein, die in ihrer Gesamtheit einen Kühlkörper ausbilden.

Die Grundplatte 92 trägt dem Gehäusetopf 90 zugewandt eine Leiterplatte 114 der Steuereinheit 86. Auf der Leitplatte 114 sind in üblicher Weise die elektroni­ schen Bauteile angeordnet, wie dies bereits unter Hin­ weis auf die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Lei­ terplatte 50 erläutert wurde.

Die Bodenwand 102 des Gehäusetopfes 90 weist mehrere Lufteintrittsöffnungen 116 auf, und weitere Luftein­ trittsöffnungen 118 sind in der Grundplatte 82 vorgese­ hen.

Werden der Gehäusetopf 90 und der Lüftertopf 94 vom Lüftermotor 84 zu einer Drehbewegung angetrieben, so hat dies zur Folge, daß insbesondere im Bereich des Ringspaltes 110 die Luft um die Drehachse 108 herum in Rotation versetzt wird. Dies wiederum bedingt, daß die Luft aufgrund der auf sie einwirkenden Fliehkraft schräg nach außen geschleudert wird, so daß sich im Be­ reich des Ringspaltes 110 ein Unterdruck ausbildet. Durch die Lufteintrittsöffnungen 116 und 118 wird des­ halb Kühlluft im wesentlichem in axialer Richtung in das Innere des Gehäuses 88 eingesaugt. Im Bereich der Leiterplatte 114 wird die Kühlluft radial nach außen in Richtung auf den Ringspalt 110 und durch diesen hin­ durch geführt, so daß sich insgesamt innerhalb des Ge­ häuses 88 ein Kühlluftstrom 120 ausbildet, der eine zu­ verlässige Abfuhr der vom Lüftermotor 84 und der Steu­ ereinheit 86 erzeugten Abwärme sicherstellt.

Die elektrischen Lüfter 10 und 80 zeichnen sich durch eine kompakte Bauform aus, wobei aufgrund der Integra­ tion der Steuereinheit 16 bzw. 86 in das Gehäuse des Lüftermotors 14 und 84 elektromagnetische Störstrahlung verhindert wird. Eine Überhitzung der elektrischen Lüf­ ter 10 und 80 kann durch die vom jeweiligen Lüfterrad 12 bzw. 82 hervorgerufene Kühlluftströmung zuverlässig verhindert werden.

Claims (22)

1. Elektrischer Lüfter, insbesondere für Kraftfahr­ zeuge, mit einem elektrischen Antriebsmotor, einem mit dem Antriebsmotor gekoppelten Lüfterrad und mit einer elektronischen Steuereinheit zur An­ steuerung des Lüftermotors, dadurch gekennzeich­ net, daß der Antriebsmotor (14, 84) und die Steu­ ereinheit (16, 86) in einem gemeinsamen Gehäuse (18, 88) angeordnet sind, und daß das Gehäuse (18, 88) Lüftungsöffnungen (58, 60, 110, 116, 118) auf­ weist, durch die ein vom Lüfterrad (12, 82) er­ zeugbarer Kühlluftstrom (66, 120) hindurchführbar ist, wobei an mindestens einer Lüftungsöffnung (58, 110) ein Kühlkörper (56, 112) der Steuerein­ heit (16, 86) angeordnet ist.

2. Lüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlluftstrom (66, 120) einen im wesentli­ chen koaxial zur Drehachse (48, 108) des Lüfterra­ des (12, 82) ausgerichteten, innerhalb des Gehäu­ ses (18, 88) verlaufenden Strömungsabschnitt (70) aufweist.

3. Lüfter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kühlluftstrom (66, 120) einen im wesentlichen radial zur Drehachse (48, 108) des Lüfterrades (12, 89) ausgerichteten Strömungsab­ schnitt (68) aufweist.

4. Lüfter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Kühlkörper (56) im Bereich des radial ausgerichteten Strömungsabschnitts (68) an­ geordnet ist.

5. Lüfter nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Kühl­ körper (56) im Bereich einer Lufteintrittsöffnung (58) angeordnet ist, durch die der Kühlluftstrom (66) in das Gehäuseinnere hineingeführt ist.

6. Lüfter nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Kühl­ körper (112) im Bereich einer Luftaustrittsöffnung (110 angeordnet ist, durch die der Kühlluftstrom (120) aus dem Gehäuseinneren herausgeführt ist.

7. Lüfter nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkörper (56) an einer Lüftungsöffnung (58) angeordnet ist, die an einem den Antriebsmotor (14) und die Steuereinheit (56) in Umfangsrichtung umgebenden Wandungsbereich (24) angeordnet ist.

8. Lüfter nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkörper Kühl­ rippen (56) umfaßt, deren Oberflächennormale im wesentlichen senkrecht zur Drehachse (48) des Lüf­ terrades (12) ausgerichtet ist.

9. Lüfter nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkörper (56) an einer Lüftungsöffnung (58) angeordnet ist, die ei­ ner Stirnwand (22) des Gehäuses (18) benachbart positioniert ist, und daß das Gehäuse (18) in sei­ nem dieser Stirnwand (22) abgewandten Endbereich (20) eine weitere Lüftungsöffnung (60) aufweist.

10. Lüfter nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (18, 88) dem Lüfterrad (12, 82) benachbart eine Luf­ taustrittsöffnung (60, 110) aufweist und der Kühl­ luftstrom (66, 120) im Bereich dieser Luf­ taustrittsöffnung (66, 110) um die Drehachse (48, 108) des Lüfterrades (12, 82) herum in Rotation versetzbar ist.

11. Lüfter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Lüfterrad (12) der Luftaustrittsöffnung (60) benachbart angeordnete Lamellen (64) umfaßt zur Bewegung des Kühlluftstromes (66) um die Dreh­ achse (48) herum.

12. Lüfter nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Luftaustrittsöffnung einen koa­ xial zur Drehachse (108) des Lüfterrades (82) aus­ gerichteten Ringspalt (110) ausbildet.

13. Lüfter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringspalt (110) einerseits durch einen Ge­ häusetopf (90) und andererseits durch eine Grund­ platte (92) des Gehäuses (18) begrenzt ist.

14. Lüfter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusetopf (90) drehbar an der Grundplat­ te (92) gelagert ist und daß das Lüfterrad (82) am Gehäusetopf (90) gehalten ist.

15. Lüfter nach Anspruch 12, 13 oder 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Kühlkörper im Ringspalt (110) gehaltene Kühlelemente (112) aufweist.

16. Lüfter nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlelemente (112) zapfenförmig ausgebil­ det sind.

17. Lüfter nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kühlelemente (112) parallel zur Drehachse (108) des Lüfterrades (82) ausgerichtet an der Grundplatte (92) gehalten sind.

18. Lüfter nach Anspruch 15, 16 oder 17, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kühlelemente (112) über den gesamten Ringspalt (110) verteilt angeordnet sind.

19. Lüfter nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (16, 86) eine Leiterplatte (50, 114) aufweist, wobei der Kühlluftstrom (66, 120) zumindest einen Teil­ bereich der Leitplatte (50, 114) überstreicht.

20. Lüfter nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (50, 114) quer zur Drehachse (48, 108) des Lüfterrades (12, 82) ausgerichtet im Bereich eines radialen Strömungsabschnittes (68) des Kühlluftstromes (66, 120) angeordnet ist.

21. Lüfter nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (50) am Kühlkörper (56) ge­ halten ist, der in eine Lüftungsöffnung (58) ein­ taucht.

22. Lüfter nach Anspruch 19, 20 oder 21, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Leiterplatte (50, 114) ring­ förmig ausgestaltet ist, wobei am Außenrand der Leiterplatte (50, 114) der Kühlkörper (56, 112) gehalten ist.