DE102004006933A1

DE102004006933A1 - Lüfterradbaugruppe und Lüftervorrichtung mit einer derartigen Lüfterradbaugruppe

Info

Publication number: DE102004006933A1
Application number: DE200410006933
Authority: DE
Inventors: Herrmann Bäumel
Original assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Current assignee: Temic Automotive Electric Motors GmbH
Priority date: 2004-02-12
Filing date: 2004-02-12
Publication date: 2005-09-01

Abstract

Bei einer Lüfterradbaugruppe (1) ist zur Vereinfachung der Montage sowie zur Reduktion der einzelnen Bauteile vorgesehen, dass ein Lüfterrad (2) eine ringförmige Nabe (6) und einen inneren Ring (3) aufweist, die miteinander verbunden und einstückig ausgebildet sind. An einer inneren Umfangswand des inneren Rings (3) sind gleichmäßig verteilt flache Permanentmagnete (10) angeordnet, die der innere Ring (3) reibschlüssig umgreift. Eine Lüftervorrichtung weist die erfindungsgemäße Lüfterradbaugruppe (1) als Rotor eines elektrischen Antriebes auf.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lüfterradbaugruppe nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Ferner betrifft die Erfindung einer Lüftervorrichtung mit einer derartigen Lüfterradbaugruppe nach dem Anspruch 10. Solche Lüftervorrichtungen werden insbesondere im Kraftfahrzeugbereich eingesetzt.
Eine Lüftervorrichtung der gattungsgemäßen Art ist aus der DE 101 61 367 A1 bekannt. Die Lüftervorrichtung weist eine Lüfterradbaugruppe auf, die ein Lüfterrad mit sich axial nach außen erstreckenden Lüfterradschaufeln umfasst und auf dem Rotor eines elektrischen Antriebes angeordnet ist. Der Rotor besitzt im Wesentlichen die Form eines Bechers und weist eine konzentrische Öffnung zu seiner Lagerung auf. Die Lagerung des Rotors erfolgt auf einer mit dem Stator des elektrischen Antriebes drehfest verbundenen Welle mittels zweier Lager, die in einer ringförmigen Buchse angeordnet sind, welche wiederum in der konzentrischen Öffnung des Rotors platziert ist. An der inneren Umfangswand des Rotors sind Permanentmagnete positioniert.
Derartige Lüfterradbaugruppen bestehen aus einer Vielzahl eigenständiger Bauteile, die aufwändig zusammengebaut werden müssen. Montageschritte hierbei umfassen das Ankleben der Permanentmagnete an den Rotor, das Einpressen der Buchse sowie der Lager und das Aufpressen des Lüfterrades. Außerdem erfordert die Becherform des Rotors eine aufwändige Herstellung als Tiefziehteil.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Lüfterradbaugruppe der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass die Montage der Lüfterradbaugruppe vereinfacht und die Anzahl der eigenständigen Bauteile reduziert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Lüfterradbaugruppe mit den Merkmalen des Kennzeichnungsteils des Anspruches 1.
Durch die einstückige Ausbildung der ringförmigen Nabe mit dem Lüfterrad entfällt das Aufpressen des Lüfterrades auf einen separaten Rotor eines elektrischen Antriebes, da das Lüfterrad selbst den Rotor darstellt. Die Integration der ringförmigen Nabe mit dem Lüfterrad führt zusätzlich zu einem reduzierten Bauraum der Lüfterradbaugruppe. Der Montageschritt des Anklebens der Permanentmagnete entfällt, da das Lüfterrad die Permanentmagnete reibschlüssig umgreift.
Zur Positionierung der Permanentmagnete kann ein Positionierring nach Anspruch 2 verwendet werden. Dadurch, dass der Positionierring nicht mehr gleichzeitig den Rotor des elektrischen Antriebes darstellt, ist es möglich, den Positionierring in einem einfachen Herstellungsverfahren bereitzustellen, da keine becherförmige Ausbildung notwendig ist. Bei der Herstellung des Positionierrings kann ein langes Rohr, welches z. B. im Zugstrangverfahren produziert wurde, einfach auf Länge abgeschnitten werden.
Die Herstellung des Positionierrings aus einem metallischen Material nach Anspruch 3 bietet eine zusätzliche magnetische Befestigung der Permanentmagnete.
Die ringförmige Buchse nach Anspruch 4 ermöglicht die einfache Montage und das einfache Auswechseln eines Lagers.
Das Lager nach Anspruch 5 führt zu einer reibungsarmen und verschleißarmen Lagerung des Lüfterrades. Bei einer Variante einer Lüfterradbaugruppe ist ein Lager einstückig an der ringförmigen Nabe ohne zwischenliegende Buchse angeformt. Bei der Herstellung des Lüfterrades kann hierzu das Lager umspritzt werden.
Alternativ dazu kann die Lagerung des Lüfterrades über die ringförmige Nabe nach Anspruch 6 erfolgen. Dies führt zu einer weiteren Reduktion der Bauteile der Lüfterradbaugruppe und zu einer nochmals vereinfachten Montage.
Die Lüfterradschaufeln werden durch den äußeren Ring nach Anspruch 7 stabilisiert.
Durch die Ausbildung des Lüfterrades aus Kunststoff nach Anspruch 8 wird eine kostengünstige Herstellung der Lüfterradbaugruppe ermöglicht. Dadurch, dass der Positionierring, die Permanentmagnete und die Lagerbuchse einfach vom Kunststoff umspritzt werden, erübrigt sich eine aufwändige Montage dieser Bauteile.
Bei der Verwendung von Polyamid nach Anspruch 9, vorzugsweise PA 66, kann die Nabe des Lüfterrades als Gleitlager ausgebildet werden, da Polyamid eine hohe Abriebfestigkeit, eine hohe Stoßbelastbarkeit sowie eine hohe Wärmeformbeständigkeit aufweist.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lüftervorrichtung der eingangs genannten Art mit einer erfindungsgemäßen Lüfterradbaugruppe bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Lüftervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 10.
Die erfindungsgemäße Lüftervorrichtung erlaubt eine kostengünstige und einfache Herstellung bei gleichzeitiger Reduktion des Bauraumes sowie der Anzahl an Bauteilen.
Nachfolgend wird die Erfindung an Hand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung einer montierten Lüfterradbaugruppe
2 eine Draufsicht auf die montierte Lüfterradbaugruppe nach 1, und
3 einen Axialschnitt durch die montierte Lüfterradbaugruppe nach 2 entlang der Schnittlinie III-III.
Eine in 1 dargestellte erfindungsgemäße Lüfterradbaugruppe 1 umfasst ein Lüfterrad 2 mit einem inneren Ring 3 und einen äußeren Ring 4. Ausgehend von der äußeren Umfangswand des inneren Rings 3 erstrecken sich radial nach außen Lüfterradschaufeln 5, die mit ihren äußeren Enden an dem äußeren Ring 4 befestigt sind. Jede Lüfterradschaufel 5 nimmt ausgehend vom inneren Ring 3 in Richtung des äußeren Rings 4 in ihrer Breite zu und ist zusätzlich um ihre Längsachse verdreht. Die Lüfterradbaugruppe 2 weist innerhalb des inneren Rings 2 eine ringförmige Nabe 6 auf, die einstöckig mit dem inneren Ring 3 verbunden ist. An der inneren Umfangswand der ringförmigen Nabe 6 ist eine ringförmige Buchse 7 angeordnet. Die ringförmige Buchse 7 weist in einem Umfangsrandbereich 8 denselben Außendurchmesser wie die ringförmige Nabe 6 auf, sodass die ringförmige Buchse 7 die ringförmige Nabe 6 umgreift. Innerhalb der ringförmigen Buchse 7 ist mittels Presspassung ein Lager 9 angeordnet. Der innere Ring 3 weist eine innere Umfangswand auf, an der gleichmäßig verteiltflache Permanentmagnete 10 angebracht sind. Die Seitenwände der Permanentmagnete 10 sind von dem inneren Ring 3 reibschlüssig umgriffen.
2 zeigt die Unterseite der montierten Lüfterradbaugruppe 1 nach
1. Die ringförmige Buchse 7 zur Aufnahme des Lagers 9 umgreift die ringförmige Nabe 6 auch auf der Unterseite und ist somit beidseitig gegen Verschiebung gesichert.
3 zeigt einen Axialschnitt durch die montierte Lüfterradbaugruppe 1 entlang der Schnittlinie III-III nach 2. Der Schnitt veranschaulicht die einstöckige Ausbildung des inneren Rings 3 mit der ringförmigen Nabe 6. Zwischen der inneren Umfangswand des inneren Rings 3 und den Permanentmagneten 10 ist zusätzlich ein Positionierring 11 angeordnet. Der Positionierring 11 liegt koaxial zum Lager 9 und bildet den elektrischen Rückschluss zu den Wicklungen eines Elektromotors eines Lüfterantriebs. Zusätzlich kann der Positionierring 11 zur exakten Ausrichtung der Permanentmagnete 10 genutzt werden. Der Positionierring 11 wird ebenso wie die Permanentmagnete 10 von dem inneren Ring 3 reibschlüssig umgriffen.
Bei der Montage der Lüfterradbaugruppe 1 wird die ringförmige Buchse 7 mit dem eingepressten Lager 9 sowie die auf dem Positionierring 11 ange brachten Permanentmagnete 10 in eine Spritzgussform eingebracht und positioniert. Anschließend werden die einzelnen Bauteile derart mit Polyamid umspritzt, dass sich das Lüfterrad 2 mit dem inneren Ring 3, dem äußeren Ring 4, den Lüfterradschaufeln 5 und der ringförmigen Nabe 6 ausformt. Die ringförmige Buchse 7 mit dem Lager 9 und die auf den Positionierring 11 aufgebrachten Permanentmagnete 10 werden dabei reib- und formschlüssig von dem Polyamid umspritzt und somit zugleich in Position gebracht und gehalten.
Nach der Montage der Lüfterradbaugruppe 1 kann diese über eine drehfest mit einem Stator eines elektrischen Antriebes verbundene Welle gelagert werden. Die Lüfterradbaugruppe 1 dient dabei als Rotor des elektrischen Antriebes.

Claims

Lüfterradbaugruppe (1) umfassend – ein Lüfterrad (2) mit einem inneren Ring (3), von dessen äußerer Umfangswand sich mindestens eine Lüfterradschaufel (5) radial nach außen erstreckt, – mindestens zwei flache Permanentmagnete (10) mit jeweils zwei Seitenwänden, die am inneren Ring (3) festgelegt sind, und – eine ringförmige Nabe (6) innerhalb des inneren Rings (3), dadurch gekennzeichnet, dass – die ringförmige Nabe (6) mit dem inneren Ring (3) des Lüfterrades (2) verbunden und einstückig ausgebildet ist, und – die flachen Permanentmagnete (10) gleichmäßig verteilt an einer inneren Umfangswand des inneren Rings (3) angeordnet sind und der innere Ring (3) die Permanentmagnete (10) zumindest an den zwei Seitenwänden reibschlüssig umgreift.
Lüfterradbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der inneren Umfangswand des inneren Rings (3) und den Permanentmagneten (10) ein Positionierring (11) zur exakten Ausrichtung der Permanentmagnete (10) angeordnet ist und der innere Ring (3) den Positionierring (11) reibschlüssig umgreift.
Lüfterradbaugruppe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionierring (11) aus einem metallischen Material, vorzugsweise aus Stahl, besteht.
Lüfterradbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an einer inneren Umfangswand der ringförmigen Nabe (6) eine ringförmige Buchse (7) reibschlüssig und/oder formschlüssig angeordnet ist.
Lüfterradbaugruppe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an einer inneren Umfangswand der ringförmigen Buchse (7) ein Lager (9) reibschlüssig und/oder formschlüssig angeordnet ist.
Lüfterradbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige Nabe (6) einstückig als Lager (9) ausgebildet ist.
Lüfterradbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Lüfterrad (2) einstückig mit einem die Lüfterradschaufeln (5) außen umgebenden äußeren Ring (4) ausgebildet ist.
Lüfterradbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Lüfterrad (2) aus spritzgegossenem Kunststoff besteht.
Lüfterradbaugruppe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Kunststoff um Polyamid handelt.
Lüftervorrichtung, umfassend – mindestens eine Lüfterradbaugruppe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, – mindestens einen elektrischen Antrieb mit einem Stator und einem Rotor, wobei – die Lüfterradbaugruppe (1) den Rotor des elektrischen Antriebes darstellt und – die Lüfterradbaugruppe (1) auf einer mit dem Stator drehfest verbundenen Welle gelagert ist.