(19)
(11)EP 3 705 796 A1

(12)EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43)Veröffentlichungstag:
09.09.2020  Patentblatt  2020/37

(21)Anmeldenummer: 20156906.8

(22)Anmeldetag:  12.02.2020
(51)Internationale Patentklassifikation (IPC): 
F24F 1/48(2011.01)
F24F 13/08(2006.01)
F24F 13/062(2006.01)
(84)Benannte Vertragsstaaten:
AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR
Benannte Erstreckungsstaaten:
BA ME
Benannte Validierungsstaaten:
KH MA MD TN

(30)Priorität: 08.03.2019 DE 102019203171

(71)Anmelder: Robert Bosch GmbH
70442 Stuttgart (DE)

(72)Erfinder:
  • Clay, Alister
    72644 Oberboihingen (DE)
  • Kollmann, Fabian
    70597 Stuttgart (DE)
  • Herbst, Juergen
    76437 Rastatt (DE)
  • Klosok, Jan
    71336 Waiblingen (DE)
  • Clement, Uwe
    73114 Schlat (DE)
  • Breitenbach, Patric
    70176 Stuttgart (DE)
  • Voss, Stefan
    70599 Stuttgart (DE)

  


(54)WÄRMEPUMPENEINHEIT, LUFTLEITELEMENT FÜR EINE WÄRMEPUMPENEINHEIT, UND VERFAHREN ZUM HERSTELLEN EINES LUFTLEITELEMENTS


(57) Die Erfindung betrifft eine Wärmepumpeneinheit (100), insbesondere eine Außeneinheit, für eine Luftwärmepumpe, mit einem Gehäuse (102), mit einem Luftaustrittsquerschnitt (104) zum Ausleiten eines Luftstroms aus der Wärmepumpeneinheit (100) in eine Umgebung (1), und mit einem den Luftaustrittsquerschnitt (104) bildenden, einen konusförmigen Leitabschnitt (202) aufweisenden Luftleitelement (200) zum Umlenken des Luftstroms aus einer axialen Strömungsrichtung in mindestens eine radiale Strömungsrichtung. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Luftleitelement (200) der Wärmepumpeneinheit (100) einen äußeren Umfang (204) aufweist, der zusammen mit dem Gehäuse (102) den Luftaustrittsquerschnitt (104) definiert, und dass, bevorzugt im Bereich des Luftaustrittsquerschnitts (104), ein Zugriffschutz (206) am Luftleitelement (200) angeordnet ist, wobei der Zugriffschutz (206) den Luftaustrittsquerschnitt (104) überspannt und einen Zugriff in ein Inneres der Wärmepumpeneinheit (100) unterbindet. Damit ist eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte und sichere Wärmepumpeneinheit (100) geschaffen.




Beschreibung

Stand der Technik



[0001] Die JP 2004278846 A zeigt eine Außeneinheit für eine Klimaanlage mit einem Gehäuse, einer Luftansaugöffnung, einem Wärmeübertrager, einem Axialgebläse, einer Luftausblasöffnung und einem Umlenkelement zum Ablenken eines Luftstroms aus einer Axialrichtung. Das Umlenkelement wird in einem vorbestimmten Abstand vor dem Gehäuse gehalten.

Offenbarung der Erfindung



[0002] Die Erfindung betrifft eine Wärmepumpeneinheit, insbesondere eine Außeneinheit, für eine Luftwärmepumpe, mit einem Gehäuse, mit einem Luftaustrittsquerschnitt zum Ausleiten eines Luftstroms aus der Wärmepumpeneinheit in eine Umgebung, und mit einem den Luftaustrittsquerschnitt bildenden, einen konusförmigen Leitabschnitt aufweisenden Luftleitelement zum Umlenken des Luftstroms aus einer axialen Strömungsrichtung in mindestens eine radiale Strömungsrichtung.

[0003] Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Luftleitelement der Wärmepumpeneinheit einen äußeren Umfang aufweist, der zusammen mit dem Gehäuse den Luftaustrittsquerschnitt definiert, und dass, bevorzugt im Bereich des Luftaustrittsquerschnitts, ein Zugriffschutz am Luftleitelement angeordnet ist, wobei der Zugriffschutz den Luftaustrittsquerschnitt überspannt und einen Zugriff in ein Inneres der Wärmepumpeneinheit unterbindet. Damit ist eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte und sichere Wärmepumpeneinheit geschaffen.

[0004] Unter einer Wärmepumpeneinheit ist hier insbesondere eine Einheit mit einem Wärmepumpenkreislauf und/oder Kältemittelkreislauf zu verstehen, insbesondere zu einer Wärmeübertragung von einer Wärmequelle auf ein Kältemittel oder von einem Kältemittel auf eine Wärmesenke. Insbesondere kann die Wärmepumpeneinheit für einen Betrieb als eine in einer Außenumgebung aufgestellte Außeneinheit oder als eine in einer räumlichen Umgebung, mit der Außenumgebung verbundene Einheit ausgebildet sein. Die Einheit kann dazu ausgebildet sein, eine Luftwärmepumpe mit einer Luftquelle oder einer Außenluft wärmeübertragend zu verbinden. Anstelle einer Luftwärmepumpe können alternativ auch andere wärmetechnische oder klimatechnische Geräte mit der Einheit verbunden sein. Unter einem Gehäuse ist insbesondere eine schützende Umfassung der Wärmepumpeneinheit zu verstehen, die wesentliche Komponenten der Wärmepumpeneinheit umschließt. Komponenten der Wärmepumpeneinheit können eine Lufteintrittsöffnung und eine Luftaustrittsöffnung für einen die Wärmepumpeneinheit durchströmenden Luftstrom, ein Wärmeübertrager zum wärmeübertragenden Verbinden von Luftstrom und Wärmepumpenkreislauf beziehungsweise Kältemittelkreislauf, und/oder ein Gebläse, insbesondere Axialgebläse, zum Fördern des Luftstroms sein. Entsprechend der Lufteintrittsöffnung und der Luftaustrittsöffnung der Wärmepumpeneinheit weist das Gehäuse eine Gehäuseeintrittsöffnung und eine Gehäuseaustrittsöffnung auf. Diese Komponenten können zumindest teilweise insbesondere im Wesentlichen entlang einer gemeinsamen Längsachse angeordnet sein. Ein Luftleitelement lenkt den aus der Wärmepumpeneinheit auszuleitenden Luftstrom aus einer axialen Strömungsrichtung in mindestens eine radiale Strömungsrichtung um. Das Luftleitelement ist insbesondere in Luftströmungsrichtung abwärts vor dem Gebläse angeordnet, bevorzugt überdecken sich eine Längsachse des Luftleitelements und eine Längsachse des Gebläses im Wesentlichen koaxial. Mindestens eine radiale Strömungsrichtung bedeutet insbesondere, dass der auszuleitende Luftstrom in mindestens einer oder in mehreren radialen Richtungen (radial zur Längsachse des Luftleitelements), insbesondere über einen Vollwinkel von 360°, optional über einen Teilbereich des Vollwinkels, austritt. Neben rein radialen Richtungen kann der auszuleitende Luftstrom auch tangentiale Strömungskomponenten aufweisen. Unter einem konusförmigen Leitabschnitt ist ein massiver Körper oder ein Hohlkörper mit im Wesentlichen konusförmiger Gestalt zu verstehen. Unter einer im Wesentlichen konusförmigen Gestalt kann eine Geometrie verstanden werden, die zumindest abschnittsweise die Form eines Kegels, eines Kegelstumpfs, einer Pyramide oder eines Pyramidenstumpfs aufweist. Eine Mantelfläche der konusförmigen Gestalt kann insbesondere konkav nach innen gewölbt sein. Der auszuleitende Luftstrom wird zumindest teilweise an dem Leitabschnitt umgelenkt. Ein äußerer Umfang des Luftleitelements kann eine außen am Luftleitelement verlaufende Kante oder Fläche sein. Insbesondere liegt der äußere Umfang des Luftleitelements außerhalb des Gehäuses. Dass der äußere Umfang zusammen mit dem Gehäuse den Luftaustrittsquerschnitt definiert, bedeutet insbesondere, dass der Luftaustrittsquerschnitt zwischen äußerem Umfang des Luftleitelements und Gehäuse liegt. Der Luftaustrittsquerschnitt grenzt insbesondere an eine äußere Oberfläche des Gehäuses. Dabei ist der Luftaustrittsquerschnitt die insbesondere offene Fläche, an der der Luftstrom aus der Wärmepumpeneinheit in die Umgebung austritt. Am Luftleitelement, insbesondere im Bereich des Luftaustrittsquerschnitts, ist ein Zugriffschutz angeordnet. Unter einem Zugriffschutz ist hier insbesondere eine Vorrichtung zu verstehen, die einen Zugriff oder Durchgriff oder ein Hineingreifen zum Beispiel von Händen oder ein Hineinfallen zum Beispiel von Gegenständen in ein Inneres der Wärmepumpeneinheit verhindert. Damit wird eine Verletzungsgefahr insbesondere für Kinder, aber auch für Nutzer und/oder Installateure ausgeschlossen. Der Zugriffschutz überdeckt insbesondere den gesamten Luftaustrittsquerschnitt. Der Zugriffschutz ist bevorzugt zylindrisch ausgebildet. Alternativ kann der Zugriffschutz auch quaderförmig ausgebildet sein. Der Zugriffschutz erstreckt sich im Luftaustrittsquerschnitt vom äußeren Umfang beziehungsweise vom äußeren Rand des Luftleitelements vorzugsweise senkrecht bis an die Oberfläche des Gehäuses. Dadurch, dass der Zugriffschutz am äußeren Umfang beziehungsweise Rand ansetzt, können die Luftdurchtrittsöffnungen größer sein, als wenn der Zugriffschutz tiefer läge, und sie entfalten trotzdem ihre Schutzwirkung, da sie weiter weg von Gebläse angeordnet sind. Ein zylindrischer Zugriffschutz passt zu einem kegelförmigen Leitabschnitt und zu einer runden Abdeckplatte. Ein quaderförmiger Zugriffschutz passt zu einem pyramidenförmigen Luftleitelement und einer eckigen Abdeckplatte. Allerdings kann ein quaderförmiger Zugriffschutz auch zu einem kegelförmigen Luftleitelement und einer eckigen Abdeckplatte passen. Der Zugriffschutz weist Luftdurchtrittsöffnungen zum Hindurchströmen von Luft auf. Mögliche Schutzelemente, auf denen der Zugriffschutz aufbaut, können beispielsweise einen gitterartigen oder netzartigen oder stegartigen Aufbau aufweisen und beispielsweise gelochte, geschlitzte oder gestanzte Bleche, vernetzte oder umlaufend angeordnete Fasern oder Drähte, oder axial oder umlaufend angeordnete Stegelemente umfassen. Die Stege zwischen den Luftdurchtrittsöffnungen gewährleisten den Schutz gegen ein Hineingreifen von Händen oder ein Hineinfallen von Gegenständen in ein Inneres der Wärmepumpeneinheit. Insbesondere ist der Zugriffschutz am äußeren Durchmesser beziehungsweise am äußeren Umfang des Luftleitelements angeordnet. Der Zugriffschutz ist dadurch vergleichsweise weit vom Inneren und vom Gebläse der Wärmepumpeneinheit entfernt. Die Luftdurchtrittsöffnungen, insbesondere ihr Durchmesser oder Quermaß, können daher vergleichsweise groß sein und sind dennoch sicher in Bezug auf ein Hineingreifen. Das Gebläse benötigt keinen eigenen Zugriffschutz. Aufgrund seiner Anordnung radial weit außen weist der Zugriffschutz auch eine große Umfangsfläche auf, in der viele Luftdurchtrittsöffnungen angeordnet sein können. Damit ist ein Strömungswiderstand des Zugriffschutzes vergleichsweise klein. Der außenliegende Zugriffschutz ist leicht zugänglich und kann leicht gereinigt werden, wenn Gegenstände wie beispielsweise Blätter oder Schmutz darauf fallen.

[0005] Eine vorteilhafte Ausführungsform der Wärmepumpeneinheit ist dadurch gekennzeichnet, dass das Luftleitelement zumindest abschnittsweise aus dem Gehäuse herausragt oder außen vor dem Gehäuse angeordnet ist, wobei der Leitabschnitt einen durchmessergroßen Endabschnitt aufweist, wobei das Luftleitelement so an der Wärmepumpeneinheit angeordnet ist, dass der durchmessergroße Endabschnitt im Bereich einer von der Wärmepumpeneinheit oder vom Gehäuse abgewandten Seite des Luftleitelements angeordnet ist, wobei der Zugriffschutz im Bereich eines äußeren Umfangs des durchmessergroßen Endabschnitts angeordnet ist. Das Luftleitelement ist zumindest teilweise oder gänzlich außerhalb des Gehäuses angeordnet, es ist also teilweise oder gänzlich nicht von dem Gehäuse umschlossen beziehungsweise verdeckt. Ein anderer Abschnitt oder Teil des Luftleitelements kann durch die Gehäuseaustrittsöffnung bis hinter die Oberfläche des Gehäuses in dessen Innenraum und bis vor das Gebläse zurückreichen. Die Konusform des Leitabschnitts umfasst einen durchmessergroßen Endabschnitt, das ist insbesondere die größere, insbesondere kreisförmige Grundfläche des Konus, und einen diesem gegenüberliegenden durchmesserkleinen Endabschnitt, das ist insbesondere die kleinere, insbesondere kreisförmige Grundfläche. Eine ringförmige Außenkante des durchmessergroßen Endabschnitts stellt insbesondere eine Abströmkante für die Luftströmung dar, an der der Zugriffschutz angeordnet ist.

[0006] Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Wärmepumpeneinheit ist dadurch gekennzeichnet, dass das Luftleitelement zumindest abschnittsweise aus dem Gehäuse herausragt oder außen vor dem Gehäuse angeordnet ist, wobei das Luftleitelement eine Abdeckplatte aufweist, wobei das Luftleitelement so an der Wärmepumpeneinheit angeordnet ist, dass die Abdeckplatte im Bereich einer von der Wärmepumpeneinheit oder vom Gehäuse abgewandten Seite des Luftleitelements angeordnet ist, wobei der Zugriffschutz im Bereich eines äußeren Umfangs der Abdeckplatte angeordnet ist. Das Luftleitelement ist zumindest teilweise oder gänzlich außerhalb des Gehäuses angeordnet, es ist also teilweise oder gänzlich nicht von dem Gehäuse umschlossen beziehungsweise verdeckt. Ein anderer Abschnitt oder Teil des Luftleitelements kann durch die Gehäuseaustrittsöffnung bis hinter die Oberfläche des Gehäuses in dessen Innenraum und bis vor das Gebläse zurückreichen. Die Abdeckplatte ist insbesondere kreisförmig und im Wesentlichen flach und im Durchmesser in etwa so groß wie der durchmessergroße Endabschnitt des konusförmigen Leitabschnitts oder größer als dieser ausgebildet. Die Abdeckplatte grenzt bevorzugt konzentrisch an den durchmessergroßen Endabschnitt des Leitabschnitts an. Die Abdeckplatte deckt das Luftleitelement nach außen ab und kann neben einer Luftleitfunktion auch als Designelement ausgebildet sein. Eine ringförmige Außenkante der Abdeckplatte stellt insbesondere eine Abströmkante für die Luftströmung dar, an der der Zugriffschutz angeordnet ist.

[0007] Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Wärmepumpeneinheit ist dadurch gekennzeichnet, dass der Zugriffschutz mindestens eine Luftdurchtrittsöffnung, insbesondere eine Vielzahl an Luftdurchtrittsöffnungen, zum Hindurchströmen von Luft und zum Ausleiten eines Luftstroms in eine Umgebung aufweist, wobei der von den Luftdurchtrittsöffnungen gebildete offene Flächenanteil in einem in Betriebsaufstellung geodätisch obenliegenden Bereich des Zugriffschutzes kleiner ist als in einem seitlichen und/oder unteren Bereich. Die Luftdurchtrittsöffnungen werden von den offenen Zwischenräumen einer beispielsweise gitterartigen oder netzartigen oder stegartigen Struktur des Zugriffschutzes gebildet. Diese Zwischenräume sind beispielsweise Löcher und/oder Schlitze. Mittels einer Lochgröße und/oder Schlitzgröße und/oder eines Loch-zu-Loch-Abstands und/oder Schlitz-zu-Schlitz-Abstands kann der offene Flächenanteil an einer Gesamtfläche des Zugriffschutzes realisiert und entlang des Umfangs variiert werden.

[0008] Die Erfindung umfasst auch ein Luftleitelement für eine Wärmepumpeneinheit zum Umlenken eines Luftstroms aus einer axialen Strömungsrichtung in mindestens eine radiale Strömungsrichtung, wobei das Luftleitelement einen konusförmigen Leitabschnitt umfasst und dadurch gekennzeichnet ist, dass das Luftleitelement einen äußeren Umfang aufweist, und dass, bevorzugt im Bereich des äußeren Umfangs, ein Zugriffschutz vorgesehen ist.

[0009] Eine vorteilhafte Ausführungsform des Luftleitelements ist dadurch gekennzeichnet, dass der Leitabschnitt einen durchmessergroßen Endabschnitt aufweist, wobei der Zugriffschutz im Bereich eines äußeren Umfangs des durchmessergroßen Endabschnitts ausgebildet ist.

[0010] Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des Luftleitelements ist dadurch gekennzeichnet, dass das Luftleitelement eine Abdeckplatte aufweist, wobei der Zugriffschutz im Bereich eines äußeren Umfangs der Abdeckplatte ausgebildet ist.

[0011] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Luftleitelements weist der Zugriffschutz mindestens eine Luftdurchtrittsöffnung, insbesondere eine Vielzahl an Luftdurchtrittsöffnungen, zum Durchleiten eines Luftstroms auf. Die insbesondere massiven Stege zwischen den Luftdurchtrittsöffnungen gewährleisten den Schutz gegen einen Zugriff von Händen oder ein Hineinfallen von Gegenständen in ein Inneres der Wärmepumpeneinheit.

[0012] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Luftleitelements weist das Luftleitelement mindestens eine weitere Luftdurchtrittsöffnung auf, wobei die weitere Luftdurchtrittsöffnung in axialer Richtung durch den Leitabschnitt verläuft. Ein Luftteilstrom des gesamten Luftstroms wird weiterhin am Luftleitelement in eine radiale Strömungsrichtung umgelenkt und strömt weiterhin durch die im Zugriffschutz ausgebildete Luftdurchtrittsöffnung. Ein weiterer Luftteilstrom wird nicht vom Luftleitelement in eine radiale Strömungsrichtung umgelenkt, sondern strömt unter Beibehaltung der axialen Strömungsrichtung durch die weitere Luftdurchtrittsöffnung.

[0013] Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des Luftleitelements ist dadurch gekennzeichnet, dass der Zugriffschutz einteilig sowie insbesondere materialeinheitlich mit dem Luftleitelement ausgebildet ist und bevorzugt ein Umformteil, insbesondere ein Tiefziehteil, ist. Einteilig bedeutet aus einem Teil, aus einem Stück, eine Komponente oder ein Bauteil darstellend, nicht zerstörungsfrei voneinander lösbar. Materialeinheitlich bedeutet aus dem gleichen Material oder Werkstoff gebildet. Ein solches Luftleitelement ist sicher in Bezug auf seine Schutzfunktion, da der Zugriffschutz unverlierbar an dem Luftleitelement ausgebildet ist. Durch den Wegfall von Stoßkanten oder Verbindungselementen zwischen Leitabschnitt und Zugriffschutz ist eine Verletzungsgefahr sehr klein. Ein solches Luftleitelement macht die Wärmepumpeneinheit besonders leise, da der Luftschall zusammen mit der Lufströmung umgelenkt wird. Der weit außen am Luftleitelement angeordnete Zugriffschutz kann sehr günstig hinsichtlich eines geringen Strömungswiderstands ausgebildet werden. Die einteilige Ausführung versteift das Luftleitelement, Schall verursachende Bauteilschwingungen treten dadurch nicht oder kaum auf. Ein solches Luftleitelement mit Zugriffschutz ist leicht und kostengünstig in einem Herstellverfahren herstellbar. Ein solches einteiliges Luftleitelement kann ferner leicht ästhetisch ansprechend gestaltet sein und weist keine unansehnlichen Stoßkanten oder Verbindungselemente zwischen Leitabschnitt und Zugriffschutz auf. Es ist durch die einteilige Ausführung und weit außen angeordnete Lage des Zugriffschutzes auch leicht sauber zu halten.

[0014] Eine alternative oder ergänzende weitere vorteilhafte Ausführungsform des Luftleitelements ist dadurch gekennzeichnet, dass der Zugriffschutz einteilig sowie insbesondere materialeinheitlich mit der Abdeckplatte ausgebildet ist und bevorzugt ein Umformteil, insbesondere ein Tiefziehteil, ist. Einteilig bedeutet aus einem Teil, aus einem Stück, eine einzige Komponente oder ein einziges Bauteil darstellend, nicht zerstörungsfrei voneinander lösbar. Materialeinheitlich bedeutet aus dem gleichen Material oder Werkstoff gebildet. Die Vorzüge dieser Ausführung decken sich im Wesentlichen mit denen der vorstehend beschriebenen Ausführung.

[0015] Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren zum Herstellen eines Luftleitelements, umfassend die Schritte Bereitstellen einer im Wesentlichen ebenen Scheibe; Umformen, insbesondere Tiefziehen, eines im Wesentlichen konusförmigen Leitabschnitts des Luftleitelements aus einem Bereich im Zentrum der Scheibe; Umformen, insbesondere Tiefziehen, eines Zugriffschutzes aus einem Bereich am äußeren Umfang der Scheibe; Einbringen mindestens einer Luftdurchtrittsöffnung, insbesondere einer Vielzahl von Luftdurchtrittsöffnungen, in den Zugriffschutz. Mit diesem Verfahren ist ein schnelles und kostengünstiges Verfahren zum Herstellen eines Luftleitelements mit geringen Bauteiltoleranzen, ansprechender Oberflächengüte und guten Reproduziereigenschaften geschaffen. Das Umformen des Zugriffschutzes kann alternativ zum Tiefziehen auch ein Umkanten sein.

[0016] Ein alternatives Verfahren zum Herstellen eines Luftleitelements umfasst die Schritte Bereitstellen eines Vorformlings; Aufheizen des Vorformlings; Einbringen des Vorformlings in ein Blaswerkzeug; Umformen, insbesondere durch Gasinjektion, des Vorformlings in dem Blaswerkzeug; Einbringen mindestens einer Luftdurchtrittsöffnung, insbesondere einer Vielzahl von Luftdurchtrittsöffnungen, in den Zugriffschutz.

[0017] Ein weiteres alternatives Verfahren zum Herstellen eines Luftleitelements umfasst den Schritt des Spritzgießens.

[0018] Eine vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens umfasst den Schritt Einbringen mindestens einer radial nach außen hervorstehenden Erhöhung in den Zugriffschutz oder in den den Zugriffschutz bildenden Bereich, wobei zum Einbringen der Luftdurchtrittsöffnung die Erhöhung zumindest abschnittsweise abgetragen wird. Solchermaßen erzeugte Luftdurchtrittsöffnungen können insbesondere eine strömungsgünstige Kontur aufweisen. Die Erhöhung kann beispielsweise noppenförmig ausgebildet sein.

[0019] Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens umfasst den Schritt Einbringen mindestens einer radial nach außen hervorstehenden, umfänglich um den Zugriffschutz umlaufenden, wulstartigen Erhöhung, insbesondere nach Art eines Wellrohrabschnitts, in den Zugriffschutz oder in den den Zugriffschutz bildenden Bereich, wobei zum Einbringen der Luftdurchtrittsöffnung die Erhöhung zumindest abschnittsweise abgetragen wird. Das Einbringen mindestens einer radial nach außen hervorstehenden, umfänglich um den Zugriffschutz umlaufenden, wulstartigen Erhöhung in den Zugriffschutz kann beim Tiefziehprozess durch ein Einsaugen, oder beim Blasprozess durch einen Hineinblasen, von Teilbereichen des Zugriffschutzes in eine entsprechende nutförmige umlaufende Hinterschneidung am Werkzeug erfolgen. Dazu ist das Werkzeug vorteilhafterweise als geteiltes Werkzeug ausgebildet. Beim Abtragen der Erhöhungen bleiben die zwischen den Erhöhungen liegenden tieferen Bereiche als Umfangsstege unversehrt stehen und bilden die Struktur des Zugriffschutzes. Die umlaufenden Erhöhungen werden bevorzugt nur auf ausgewählten Umfangsteilbereichen des Zugriffschutzes abgetragen und bleiben auf anderen Umfangsteilbereichen stehen; die abgetragenen Bereiche der Erhöhungen bilden umfängliche schlitzförmige Luftdurchtrittsöffnungen, die nicht abgetragenen Bereiche der Erhöhungen bilden Querstege, die die Umfangsstege des Zugriffschutzes untereinander verbinden. Das Abtragen kann insbesondere durch Fräsen oder Schneiden erfolgen.

Zeichnungen



[0020] Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung und Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung und den Zeichnungsfiguren. Die Figuren, 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. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche oder vergleichbare Komponenten oder Sachverhalte. Um unnötige Wiederholungen in der Zeichnungsbeschreibung zu vermeiden, wird auf die Beschreibung der jeweils anderen Figuren verwiesen. Es zeigen
Figur 1
eine Wärmepumpeneinheit mit einem Gehäuse,
Figur 2
ein Luftleitelement in perspektivischen Ansichten,
Figur 3
ein Luftleitelement in perspektivischen Ansichten,
Figur 4
ein Luftleitelement in perspektivischen Ansichten,
Figur 5
verschiedene Luftleitelemente im Längsschnitt,
Figur 6
ein Detail eines Längsschnitts durch einen Zugriffschutz.


[0021] Figur 1 zeigt eine Wärmepumpeneinheit 100 in einer Aufstellumgebung 1, insbesondere einer Außenumgebung 1 oder räumlichen Umgebung 1, mit einem Gehäuse 102, mit einem Luftaustrittsquerschnitt 104 zum Ausleiten eines Luftstroms aus der Wärmepumpeneinheit 100 in die Umgebung 1, und mit einem den Luftaustrittsquerschnitt 104 bildenden, einen konusförmigen Leitabschnitt 202 aufweisenden Luftleitelement 200 zum Umlenken des Luftstroms aus einer axialen Strömungsrichtung in mindestens eine radiale Strömungsrichtung. Das Luftleitelement 200 weist einen äußeren Umfang 204 auf, der zusammen mit dem Gehäuse 102 den Luftaustrittsquerschnitt 104 definiert. Bevorzugt im Bereich des Luftaustrittsquerschnitts 104 ist ein Zugriffschutz 206 am Luftleitelement 200 angeordnet, wobei der Zugriffschutz 206 den Luftaustrittsquerschnitt 104 überspannt und einen Zugriff in ein Inneres der Wärmepumpeneinheit 100 unterbindet. Das Luftleitelement 200 ist auf einer Außenseite außen vor dem Gehäuse 102 angeordnet ist. Der Leitabschnitt 202 weist einen durchmessergroßen Endabschnitt 208 auf, dabei ist das Luftleitelement 200 so an der Wärmepumpeneinheit 100 angeordnet, dass der durchmessergroße Endabschnitt 208 im Bereich einer von der Wärmepumpeneinheit 100 abgewandten Seite des Luftleitelements 200 angeordnet ist. Das Luftleitelement 200 weist eine Abdeckplatte 210 auf. An dem durchmessergroßen Endabschnitt 208 des Leitabschnitts 202 ist die Abdeckplatte 210 angeordnet. Der Zugriffschutz 206 ist im Bereich eines äußeren Umfangs 204 des Luftleitelements 200, insbesondere im Bereich eines äußeren Umfangs der Abdeckplatte 210, angeordnet. Das Luftleitelement 200 ist so an der Wärmepumpeneinheit 100 angeordnet, dass die Abdeckplatte 210 im Bereich einer von der Wärmepumpeneinheit 100 abgewandten Seite des Luftleitelements 200 angeordnet ist. Der Zugriffschutz 206 ist quaderförmig ausgebildet und passt zu der eckigen Abdeckplatte 210. Das Luftleitelement 200 kann kegelförmig oder pyramidenförmig ausgebildet sein. Figur 1b zeigt einen Längsschnitt durch die Wärmepumpeneinheit 100. In einem Betrieb der Wärmepumpeneinheit 100 saugt ein Axialgebläse 106 einen Luftstrom aus der Umgebung 1 an, wobei der Luftstrom in einer im Wesentlichen axialen Strömungsrichtung durch eine Lufteintrittsöffnung 108 in das Gehäuse 102 und durch einen Wärmeübertrager 110 strömt. Die Luft strömt weiter durch einen Trichter 112 zum Gebläse 106. Das Gebläse 106 fördert den Luftstrom durch eine Gehäuseaustrittsöffnung 114 zum Luftleitelement 200, wo der Luftstrom aus der axialen Strömungsrichtung in eine Vielzahl im Wesentlichen radialer Strömungsrichtungen umgelenkt wird.

[0022] Die Figuren 2, 3 und 4 zeigen jeweils ein Luftleitelement 200 in perspektivischen Ansichten von vorn und von hinten. Die Luftleitelemente 200 umfassen einen konusförmigen Leitabschnitt 202, einen Zugriffschutz 206 und eine Abdeckplatte 210. Die Luftleitelemente 200 dienen zum Umlenken eines Luftstroms aus einer axialen Strömungsrichtung in mindestens eine radiale Strömungsrichtung. Die Luftleitelemente 200 umfassen einen konusförmigen Leitabschnitt 202, an dem der Luftstrom umgelenkt wird. Das Luftleitelement 200 weist einen äußeren Umfang 204 auf, wobei im Bereich des äußeren Umfangs 204 ein zylindrischer Zugriffschutz 206 vorgesehen ist. Der konusförmige Leitabschnitt 202 weist einen durchmessergroßen Endabschnitt 208 auf. Ein durchmesserkleiner Endabschnitt 212 des Leitabschnitts 202 ist in betriebsbereiter Montage an der Wärmepumpeneinheit 100 dem Gebläse 106 zugewandt, insbesondere einem Gebläsemotor 107 benachbart. Ein durchmessergroßer Endabschnitt 208 des Leitabschnitts 202 ist auf der von der Wärmepumpeneinheit 100 abgewandten Seite des Luftleitelements 200. Der Zugriffschutz 206 kann im Bereich eines äußeren Umfangs des durchmessergroßen Endabschnitts 208 ausgebildet sein. Das Luftleitelement 200 kann ferner wie in Figur 2 und 3 eine Abdeckplatte 210 aufweisen. Der Zugriffschutz 206 ist zylindrisch oder im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet und passt zu dem kegelförmigen Leitabschnitt 202 und zu der runden Abdeckplatte 210. Der Zugriffschutz 206 kann im Bereich eines äußeren Umfangs der Abdeckplatte 210 ausgebildet sein. Alternativ kann die Abdeckplatte 210 ein anderes Durchmessermaß als der äußere Umfang des durchmessergroßen Endabschnitts 208 und/oder der Zugriffschutz 206 aufweisen. Der Zugriffschutz 206 weist eine Vielzahl an Luftdurchtrittsöffnungen 214 zum Durchleiten des Luftstroms auf. In Figur 2 sind die Luftdurchtrittsöffnungen 214 runde Löcher. Dieses Luftleitelement 200 eignet sich insbesondere zur Herstellung mittels eines Tiefziehverfahrens. In Figur 3 sind die Luftdurchtrittsöffnungen 214 schlitzförmig zwischen Lamellen ausgebildet. Dieses Luftleitelement eignet sich insbesondere zur Herstellung mittels beabstandet aufeinander gestapelter Lamellen 216. Die Lamellen 216 werden von Stiften 218 gehalten. In Figur 4 sind die Luftdurchtrittsöffnungen 214 als Schlitze aus einer Wellrohr-artigen Gestalt des Zugriffschutzes 206 herausgefräst. Dieses Luftleitelement 200 eignet sich insbesondere zur Herstellung mittels eines Tiefziehverfahrens oder Blasformverfahrens. Der Zugriffschutz 206 kann einteilig und insbesondere materialeinheitlich mit dem Luftleitelement 200 ausgebildet sein und ist dann bevorzugt ein Umformteil, insbesondere ein Tiefziehteil. Insbesondere ist der Zugriffschutz 206 einteilig und insbesondere materialeinheitlich mit dem Leitabschnitt 202 ausgebildet und ist bevorzugt ein Umformteil, insbesondere ein Tiefziehteil. Die Abdeckplatte 210 kann getrennt von dem Leitabschnitt 202 und/oder dem Zugriffschutz 206 ausgebildet sein. Alternativ kann die Abdeckplatte 210 einteilig mit dem Leitabschnitt 202 und/oder dem Zugriffschutz 206 ausgebildet sein. Der Zugriffschutz 206 weist eine Vielzahl an Luftdurchtrittsöffnungen 214 zum Ausleiten eines Luftstroms in eine Umgebung 1 auf. Der von den Luftdurchtrittsöffnungen 214 gebildete offene Flächenanteil im hier in Betriebsaufstellung gezeigten, geodätisch obenliegenden Bereich des Zugriffschutzes 206 ist kleiner als in den seitlichen und/oder unteren Bereichen. In Figur 2 sind oben weniger Luftdurchtrittsöffnungen 214 ausgebildet. In Figur 3 sind im oberen Bereich mehr Lamellen eingezogen, wodurch die Versperrung größer ist und schmalere Schlitze zur Verfügung stehen. In Figur 4 sind im oberen Bereich keine umlaufenden schlitzförmigen Luftdurchtrittsöffnungen freigefräst worden.

[0023] Figur 5 zeigt verschiedene Luftleitelemente 200 im Längsschnitt. Figur 5a entspricht dem Längsschnitt zu Figur 2. Figur 5b ist eine Variation dessen mit eckigen Luftdurchtrittsöffnungen 214. Figur 5c entspricht dem Längsschnitt zu Figur 3. Figur 5d entspricht dem Längsschnitt zu Figur 4 und ist hier perspektivisch leicht verzerrt dargestellt; die Grundgeometrie ist aber der der Figuren 5a, b und c vergleichbar. Die Luftleitelemente 200 umfassen einen konusförmigen Leitabschnitt 202, einen zylindrischen Zugriffschutz 206 sowie eine runde Abdeckplatte 210. Auf ihrer jeweils links dargestellten Seite sind die Luftleitelemente 200 mit der Wärmepumpeneinheit 100 verbindbar. Die Luftleitelemente 200 umfassen ferner mehrere Verbindungselemente 220 zum Verbinden mit der Wärmepumpeneinheit 100. Beispielsweise sind dies Drahtschlaufen 220, die mittels Schrauben am Gehäuse 102 fixierbar sind.

[0024] Figur 6 zeigt ein Detail eines Längsschnitts durch einen Zugriffschutz 206 gemäß den Figuren 4 und 5d. Der im Wesentlichen zylindrische Zugriffschutz 206 hat die Gestalt eines Wellrohrabschnitts mit umfänglich um den zylindrischen Zugriffschutz 206 umlaufenden, radial hervorstehenden, wulstartigen Erhöhungen 222 und dazwischen umfänglich umlaufenden, nutartigen Vertiefungen 224. Zum Einbringen der Luftdurchtrittsöffnungen 214 in den Zugriffschutz 206 werden die Erhöhungen 222 abschnittsweise abgetragen. Am Ort der Abtragung fehlt die komplette Wanddicke des Zugriffschutzes 206, es bilden sich schlitzartige Luftdurchtrittsöffnungen 214. Zwischen den schlitzartigen Luftdurchtrittsöffnungen 214 bilden sich umlaufende Stege 226. Dort wo die Erhöhungen 222 nicht abgetragen werden, bilden sich Querstege 228, die die Struktur des Zugriffsschutzes 206, insbesondere die umlaufenden Stege 226, zusammenhalten.


Ansprüche

1. Wärmepumpeneinheit (100), insbesondere Außeneinheit, für eine Luftwärmepumpe, mit einem Gehäuse (102),

• mit einem Luftaustrittsquerschnitt (104) zum Ausleiten eines Luftstroms aus der Wärmepumpeneinheit (100) in eine Umgebung (1),

• mit einem den Luftaustrittsquerschnitt (104) bildenden, einen konusförmigen Leitabschnitt (202) aufweisenden Luftleitelement (200) zum Umlenken des Luftstroms aus einer axialen Strömungsrichtung in mindestens eine radiale Strömungsrichtung,

dadurch gekennzeichnet, dass das Luftleitelement (200) einen äußeren Umfang (204) aufweist, der zusammen mit dem Gehäuse (102) den Luftaustrittsquerschnitt (104) definiert, und dass, bevorzugt im Bereich des Luftaustrittsquerschnitts (104), ein Zugriffschutz (206) am Luftleitelement (200) angeordnet ist, wobei der Zugriffschutz (206) den Luftaustrittsquerschnitt (104) überspannt und einen Zugriff in ein Inneres der Wärmepumpeneinheit (100) unterbindet.


 
2. Wärmepumpeneinheit (100) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das Luftleitelement (200) zumindest abschnittsweise aus dem Gehäuse (102) herausragt oder außen vor dem Gehäuse (102) angeordnet ist, wobei der Leitabschnitt (202) einen durchmessergroßen Endabschnitt (208) aufweist, wobei das Luftleitelement (200) so an der Wärmepumpeneinheit (100) angeordnet ist, dass der durchmessergroße Endabschnitt (208) im Bereich einer von der Wärmepumpeneinheit (100) abgewandten Seite des Luftleitelements (200) angeordnet ist, wobei der Zugriffschutz (206) im Bereich eines äußeren Umfangs des durchmessergroßen Endabschnitts (208) angeordnet ist.
 
3. Wärmepumpeneinheit (100) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass das Luftleitelement (200) zumindest abschnittsweise aus dem Gehäuse (102) herausragt oder außen vor dem Gehäuse (102) angeordnet ist, wobei das Luftleitelement (200) eine Abdeckplatte (210) aufweist, wobei das Luftleitelement (200) so an der Wärmepumpeneinheit (100) angeordnet ist, dass die Abdeckplatte (210) im Bereich einer von der Wärmepumpeneinheit (100) abgewandten Seite des Luftleitelements (200) angeordnet ist, wobei der Zugriffschutz (206) im Bereich eines äußeren Umfangs der Abdeckplatte (210) angeordnet ist.
 
4. Wärmepumpeneinheit (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass der Zugriffschutz (206) mindestens eine Luftdurchtrittsöffnung (214), insbesondere eine Vielzahl an Luftdurchtrittsöffnungen (214), zum Ausleiten eines Luftstroms in eine Umgebung (1) aufweist, wobei der von den Luftdurchtrittsöffnungen (214) gebildete offene Flächenanteil in einem in Betriebsaufstellung geodätisch obenliegenden Bereich des Zugriffschutzes (206) kleiner ist als in einem seitlichen und/oder unteren Bereich.
 
5. Luftleitelement (200) für eine Wärmepumpeneinheit (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, zum Umlenken eines Luftstroms aus einer axialen Strömungsrichtung in mindestens eine radiale Strömungsrichtung, mit einem konusförmigen Leitabschnitt (202),
dadurch gekennzeichnet, dass das Luftleitelement (200) einen äußeren Umfang (204) aufweist, und dass, bevorzugt im Bereich des äußeren Umfangs (204), ein Zugriffschutz (206) vorgesehen ist.
 
6. Luftleitelement (200) nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass der Leitabschnitt (202) einen durchmessergroßen Endabschnitt (208) aufweist, wobei der Zugriffschutz (206) im Bereich eines äußeren Umfangs des durchmessergroßen Endabschnitts (208) ausgebildet ist.
 
7. Luftleitelement (200) nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, dass das Luftleitelement (200) eine Abdeckplatte (210) aufweist, wobei der Zugriffschutz (206) im Bereich eines äußeren Umfangs der Abdeckplatte (210) ausgebildet ist.
 
8. Luftleitelement (200) nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
wobei der Zugriffschutz (206) mindestens eine Luftdurchtrittsöffnung (214), insbesondere eine Vielzahl an Luftdurchtrittsöffnungen (214), zum Durchleiten eines Luftstroms aufweist.
 
9. Luftleitelement (200) nach einem der Ansprüche 5 bis 8,
wobei das Luftleitelement (200) mindestens eine weitere Luftdurchtrittsöffnung aufweist, wobei die weitere Luftdurchtrittsöffnung in axialer Richtung durch den Leitabschnitt (202) verläuft.
 
10. Luftleitelement (200) nach einem der Ansprüche 5 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass der Zugriffschutz (206) einteilig und insbesondere materialeinheitlich mit dem Luftleitelement (200) ausgebildet ist und bevorzugt ein Umformteil, insbesondere ein Tiefziehteil, ist.
 
11. Verfahren zum Herstellen eines Luftleitelements (200) nach einem der Ansprüche 5 bis 10,
umfassend folgende Schritte:

• Bereitstellen einer im Wesentlichen ebenen Scheibe,

• Umformen, insbesondere Tiefziehen, eines im Wesentlichen konusförmigen Leitabschnitts (202) des Luftleitelements (200) aus einem Bereich im Zentrum der Scheibe,

• Umformen, insbesondere Tiefziehen, eines Zugriffschutzes aus einem Bereich am äußeren Umfang der Scheibe,

• Einbringen mindestens einer Luftdurchtrittsöffnung (214) in den Zugriffschutz (206).


 
12. Verfahren nach Anspruch 11,
umfassend den Schritt
Einbringen mindestens einer radial nach außen hervorstehenden Erhöhung (222) in den Zugriffschutz (206) oder in den den Zugriffschutz (206) bildenden Bereich, wobei zum Einbringen der Luftdurchtrittsöffnung (214) die Erhöhung (222) zumindest abschnittsweise abgetragen wird.
 
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12,
umfassend den Schritt
Einbringen mindestens einer radial nach außen hervorstehenden, umfänglich um den Zugriffschutz umlaufenden, wulstartigen Erhöhung (222) in den Zugriffschutz (206) oder in den den Zugriffschutz (206) bildenden Bereich, wobei zum Einbringen der Luftdurchtrittsöffnung (214) die Erhöhung (222) zumindest abschnittsweise abgetragen wird.
 




Zeichnung













Recherchenbericht









Recherchenbericht




Angeführte Verweise

IN DER BESCHREIBUNG AUFGEFÜHRTE DOKUMENTE



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In der Beschreibung aufgeführte Patentdokumente