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Hintergrund der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Lüfter und dessen Rotorstruktur.
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Im Allgemeinen ist in konventionellen Lüftern die Welle und die Nabe der Rotorstruktur durch eine enge Passung miteinander verbunden. Bei großen Lüftern und mit einem wesentlich größeren Gewicht kann sich jedoch die Welle vom Nabe während des Betriebes lösen, was auf das große Gewicht der Rotorstruktur zurückzuführen ist. Im Allgemeinen wird eine Vernietung für große Lüfter verwendet, um ihn mit der Welle und der Nabe zu verbinden. Bei einer Nietverbindung wird jedoch der Kontaktbereich der Welle und des Gehäuses größer sein müssen, um das vergrößerte Gewicht der Rotorstruktur zu unterstützen.
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Die 1 zeigt eine Rotorstruktur 100 eines konventionellen größeren Lüfters. Die Rotorstruktur 100 weist eine Nabe 102, ein Lüfterblatt bzw. Lüfterflügel 104, eine Kupferhülle 106 und einen Schaft 108 auf. Der Schaft 108 ist in der Kupferhülse 106 durch eine Pressfassung angeordnet, wobei die Kupferhülse 106 mit der Nabe 102 durch entsprechende Nietverbindungen 110 vernietet ist. Weiterhin ist ein Galvanisierungslayer auf der Nabe 102 angeordnet.
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Bei konventionellen Rotorstrukturen 100 ist die Kupferhülse 106 mit der Nabe 102 durch Druck vernietet, so dass der Widerstand gegen Schläge der Rotorstruktur gebremst ist. Sobald sich das Gewicht der Rotorstruktur vergrößert, ist es möglich, dass die Vernietung 110 zerbrechen kann oder sich aufgrund ihres eigenen Gewichtes löst, so dass die Welle 108 und die Nabe 102 sich voneinander trennen.
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Weiterhin ist die Kupferhülse 106 mit der Nabe 102 durch Druck vernietet, so dass Bereiche des galvanisierten Lagers auf der Nabe 102 durch die Kupferhülse 106 zerkratzt werden. Aufgrund der Beschädigung des galvanisierten Überzuges sind die Nabe 102 und die Kupferhülse 106 schädlichen Einflüssen ausgesetzt und können dadurch rosten. Weiterhin besteht eine Lücke zwischen der Nabe 102 und der Kupferhülse 106 aufgrund der Nietenverbindung 110. Weiterhin ist die Welle 108 in der Kupferhülse 106 durch eine Pressfassung angeordnet, so dass Bereiche der Welle 108 schädlichen Einflüssen ausgesetzt sind und ebenfalls rosten können. In allen Fällen können die Rotorstruktur oder andere Elemente des Lüfters beschädigt werden.
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Aus
DE 100 58 935 A1 ist ein Rotor bekannt, der ein erstes Befestigungselement aufweist, in das die Welle gepresst ist, und das mit einem Flansch auf der Nabe aufliegt, sowie ein oberes Befestigungselement umfasst, dass in eine Nut der Welle auf der gegenüberliegenden Seite der Nabe eingerastet ist, und somit auf die Welle gepresst ist. Somit weisen beide Befestigungsteile eine feste Verbindung mit der Nabe auf.
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Aus der
WO 01/71 196 A1 ist ein Rotor bekannt, der ein erstes Befestigungselement aufweist, das sich durch eine Bohrung bereichsweise durch die Nabe erstreckt und mit einem Flansch auf der Nabe aufliegt und das von einem zweiten Klemmelement an die Nabe gepresst wird, so dass Mitnehmer, die auf dem ersten Befestigungselement angeordnet sind, in entsprechende Bohrungen der Nabe eingreifen. Die Übertragung der Rotationsenergie wird durch die Mitnehmer über die Bohrungen auf die Nabe übertragen.
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Aus der
JP 2003 139 156 A ist ein Rotor bekannt, bei dem eine Nabe pressklemmend zwischen einer ersten und einer zweiten Befestigungsstruktur gehalten wird, wobei die zweite Befestigungsstruktur eine Schraube ist, die auf die Welle geschraubt wird, an der sich die erste Befestigungsstruktur befindet, um den Klemmdruck aufzubauen.
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Aus der
DE 101 09 299 A1 ist eine Welle mit einer ersten Befestigungsstruktur bekannt, die radial angeordnete Befestigungsstifte aufweist, die sich durch die Nabe des Lüfters erstrecken, wobei die Befestigungsstifte mit einer Nut versehen sind, in die eine Befestigungsplatte die axial drehbar ist einrastet. Durch größere Aussparungen im Bereich der Befestigungsstifte kann somit eine Bereichsweise radiale Bewegungen der Befestigungsplatte und somit eine Einrastbewegung erfolgen.
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Überblick über die Erfindung
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Entsprechend stellt die vorliegende Erfindung eine Rotorstruktur bereit, um die Eigenschaften der Rostanfälligkeit zu verringern und um das Leben des Lüfters zu verlängern. Die vorliegende Erfindung stellt ebenfalls eine Rotorstruktur bereit, die einen besseren Druck aufbaut. Ein Lüfter mit einer Rotorstruktur, der eine höhere Lebenserwartung hat kann somit erreicht werden.
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All dies wird gelöst durch eine einen Lüfter und einer Rotorstruktur nach den Ansprüchen 1 und 16.
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Die Rotorstruktur wird im Folgenden offenbart. Die Rotorstruktur umfasst eine Nabe, eine obere Verbindungsstruktur, eine untere Verbindungsstruktur und eine Welle. Die Nabe umfasst eine Öffnung im axialen Zentrum. Die obere Verbindungsstruktur umfasst einen Befestigungsbereich und einen Gewindebereich. Der minimale Radius des Befestigungsbereiches ist länger als der Radius der Öffnung. Der Gewindebereich ist in der Öffnung angeordnet. Die untere Verbindungsstruktur weist ein Gewinde auf, das zum Gewindebereich passt. Die obere Verbindungsstruktur und die untere Verbindungsstruktur sind miteinander verschraubt, um die Nabe zwischen ihnen zu sichern. Die Welle ist in der oberen Befestigungsstruktur oder der unteren Befestigungsstruktur fixiert.
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In einer weiteren Ausführungsform ist eine Rotorstruktur offenbart, die eine Sicherungsstruktur und eine Welle umfasst. Die Sicherungsstruktur ist in eine Nabe geschraubt oder in dieses gepresst bzw. verkeilt, wobei die Welle mit einer Sicherungsstruktur verbunden ist. Die Sicherungsstruktur umfasst eine obere Verbindungsstruktur und eine untere Verbindungsstruktur. Die obere Verbindungsstruktur umfasst einen Befestigungsbereich und einen Gewindebereich. Der minimale Radius des Befestigungsbereiches ist länger als der maximale Radius des Gewindebereiches. Die untere Verbindungsstruktur umfasst ein Gewinde, das mit dem Gewindebereich in Verbindung bringbar ist. Die obere Verbindungsstruktur und die untere Verbindungsstruktur sind zusammengeschraubt, um die Nabe zwischen ihnen zu sichern. Diese Rotorstruktur kann auf einen Lüfter angewandt werden.
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Bei der Rotorstruktur kann die Nabe und die Welle durch zumindest eine Sicherungsstruktur verbunden werden. Hieraus ergibt sich, dass durch die Verbindung die luftdichte Verbindung zwischen dem Gehäuse, der Welle und der Sicherungsstruktur verbessert werden kann. Weiterhin wird der Herstellungsprozess der Rotorstruktur vereinfacht und die Herstellungszeit für die Rotorstruktur wird verringert.
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Weiterhin umfasst die Rotorstruktur der vorliegenden Erfindung Abdichtungsstrukturen, so dass die Rotorstruktur verhindern kann, dass innere Komponenten des Lüfters zu rosten beginnen.
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Eine Dichtung kann zwischen der Sicherungsstruktur und der Nabe angeordnet werden, um eine luftdichte Verbindung herzustellen und um zu vermeiden, dass Rost entsteht.
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Weiterhin kann ein Galvanisierungsprozess für eine Beschichtung durchgeführt werden, um eine Galvanisierungsschicht zu erzeugen, wobei letzteres nach dem Zusammenbau der Rotorstruktur erfolgen kann, so dass die Galvanisierungsschicht nicht beschädigt wird. Die galvanische Schicht kann Lücken im Befestigungsbereich abdecken und kann somit verhindern, dass die inneren Komponenten des Lüfters zu rosten anfangen.
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Eine detaillierte Beschreibung wird im Folgenden anhand der folgenden Ausführungsformen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen gegeben.
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Beschreibung der Zeichnungen
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Die vorliegende Erfindung kann im Wesentlichen besser verstanden werden durch das Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung und der entsprechenden Beispiele, die Bezug nehmen auf die beigefügten Zeichnungen, wobei:
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1 eine schematische Ansicht einer konventionellen Rotorstruktur ist;
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2 eine schematische Ansicht einer Rotorstruktur einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
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3 eine teilweise Explosionsansicht einer Rotorstruktur einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist; und
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4 eine schematische Ansicht einer anderen Rotorstruktur einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
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Detaillierte Beschreibung
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2 zeigt eine Ausführungsform einer Rotorstruktur 200. 3 ist eine teilweise Explosionsansicht der Rotorstruktur 200 in 2.
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Die Rotorstruktur 200 umfasst eine Nabe 202, eine Sicherungsstruktur 216 und eine Welle 204, die mit der Nabe 202 durch die Sicherungsstruktur 216 verbunden ist.
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Die Nabe 202 ist der Körper der Rotorstruktur 200 und weist eine röhrenförmige Form auf. Eine Öffnung 226 ist im axialen Zentrum im Bodenbereich des Gehäuses 202 angeordnet, um die Sicherungsstruktur 216 aufzunehmen. Insbesondere kann der Querschnitt der rohrförmigen Form rund, polygonal oder andere ähnliche Formen aufweisen und die Öffnung 226 kann rund, polygonal, mit rechteckigen Mustern oder mit unregelmäßigen Mustern versehen sein. Die Nabe 202 kann durch Stanzen oder integriertes Ausformen hergestellt werden und das Material des Gehäuses kann Metall, Plastik oder Aluminium sein.
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Wenn die Rotorstruktur 200 in Verbindung mit einem Lüfter oder anderen ähnlichen Geräten verwendet wird, kann ein Lüfterblatt 212 rund um den äußeren Bereich der Nabe 202 angeordnet werden. Das Lüfterblatt 212 kann ein Lüfterblatt mit einem axialen Fluss sein, ein Lüfterblatt das zentrifugal angeordnet ist, ein flaches Lüfterblatt oder ein Gebläselüfterblatt. Das Material des Lüfterblattes 212 ist Metall, Plastik oder Aluminium.
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4 zeigt eine andere Ausführungsform der Rotorstruktur 300. In 4 ist ein Schutznabe 218 mit dem Lüfterblatt 212 durch einen Verbindungsbereich 306 verbunden, um die nicht abgedeckte Oberfläche der Nabe 202 abzudecken und zu schützen. Die Schutznabe 218 ist aus Plastik, Metall oder Aluminium. Die Schutznabe 218, der Verbindungsbereich 306 und das Lüfterblatt 212 können durch integrales Formen, adhesives Verbinden, Einhaken oder Verriegeln miteinander verbunden sein.
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Die Sicherungsstruktur 216 kann eine einzelne Verbindungsstruktur 206 aufweisen. Die Verbindungsstruktur 206 umfasst einen Gewindebereich 224 und eine Befestigungsbereich 222. Der maximale Radius des Gewindebereiches 224 ist kürzer als der minimale Radius des Befestigungsbereiches 222. Weiterhin ist der maximale Radius des Gewindebereiches 224 leicht kürzer oder gleich zu einem Radius der Öffnung 226 und der Minimumradius des Befestigungsbereiches 222 ist länger als der Radius der Öffnung 226. In dem Falle, dass die Gewinde der Öffnung 226 mit dem Gewindebereich 224 übereinstimmen, wird der Gewindebereich 224 in die Öffnung 226 geschraubt, um die Nabe 202 zu befestigen. Es wird bevorzugt, dass die Schraubrichtung zwischen dem Gewindebereich 224 und der Öffnung 226 im Gegensatz zu der Rotationsrichtung der Rotorstruktur 200 ist. Hieraus ergibt sich, dass die Sicherungsstruktur 216 sich nicht löst, sobald die Rotorstruktur 200 zu arbeiten beginnt.
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Aus den 2 und 4 wird deutlich, dass die Sicherungsstruktur 216 zwei Verbindungsstrukturen 206 und 208 aufweisen kann. Die Verbindungsstruktur 206 wird in die Öffnung der Verbindungsstruktur 208 geschraubt, um die Nabe 202 zwischen den Verbindungsstrukturen 206 und 208 zu sichern. Die Verbindungsstruktur 208 weist innere Gewinde auf, die mit dem Gewindebereich 224 übereinstimmen, und der maximale Radius der Verbindungsstruktur 208 ist größer als der Radius der Öffnung 226. Falls die Verschraubungsrichtung der Verbindungsstruktur 208 und dem Gewindebereich 224 gegenläufig zu der Rotationsrichtung der Rotorstruktur 200 ist, löst sich die Verbindungsstruktur 206 nicht von der Verbindungsstruktur 208 sobald die Rotorstruktur 200 in Arbeit ist. Die Öffnung 226 kann hierbei entweder mit oder ohne Gewinde ausgebildet sein.
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Weiterhin hat der Gewindebereich 224 der Verbindungsstruktur 206 innere Gewinde und die Verbindungsstruktur 208 hat äußere Gewinde, die zu den inneren Gewinden korrespondieren. Die Welle 204 ist mit der Verbindungsstruktur 208 durch Einbettung, Verschweißen oder Pressung verbunden. Insbesondere kann die Verbindungsstruktur 206 und 208 als eine Menge von Schrauben und Muttern angesehen werden.
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Eine Bohrung 220 ist im axialen Zentrum der Verbindungsstruktur 206 angeordnet, um die Welle 204 dort zu fixieren. Die Bohrung 220 kann entweder als Durchbohrung wie in 2 gezeigt wird oder als eine Blindbohrung wie sie in 4 gezeigt wird, ausgebildet sein. In 2 erstreckt sich die Welle 204 durch die Verbindungsstruktur 206 und wird dort freigestellt. In 4 wird die Welle 302 eingebettet und ist durch die Verbindungsstruktur 304 geschützt. Die Form der Öffnung 202 entspricht der Welle 302.
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Eine Pufferstruktur 214 ist in der Rotorstruktur 200 angeordnet und ist mit der Sicherungsstruktur 216 verbunden. Genauer betrachtet umfasst die Öffnung der Verbindungsstruktur 208 zwei Enden, wobei der Radius des Endes in der Nähe des Befestigungsbereiches 222 kürzer ist als der Radius des Endes, das entfernter ist von dem Befestigungsbereich 222. Hieraus ergibt sich, dass ein Freiraum im Bodenbereich der Verbindungsstruktur 208 ausgebildet ist, um die Pufferstruktur 214 zu sichern. Die äußere Struktur der Verbindungsstruktur 206, 208 oder 216 kann ein Kreis, ein Polygon, ein Polyhedron, eine Ellipse oder ein geschnittener Kreis sein. Die Pufferstruktur 214 verbindet die Nabe nahtlos mit der Statorstruktur oder der Wellenschutzstruktur. Die Pufferstruktur 214 kann eine Feder oder ein elastisches Element sein.
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Eine Dichtung 210 kann zwischen der Verbindungsstruktur 206 und der Nabe 202 durch integrale Ausformung oder direkte Ausformung gefertigt sein. Die Dichtung 210 kann ein Ölring, ein Silikonabstandsring, ein elastisches Medium, eine Dichtung oder eine Gummiabdichtung sein. Wenn die Dichtung 210 direkt zwischen der Verbindungsstruktur 206 und der Nabe 202 ausgebildet ist, ist eine Einbuchtung 212 auf der Verbindungsstruktur 206 und der Nabe 202 ausgebildet, um darin die Dichtung 210 aufzunehmen. Die Einbuchtung 212a kann auf der Verbindungsstruktur 206 oder der Nabe 202 oder auf beiden ausgebildet sein. Weiterhin kann die Dichtung 210 rund, ringförmig, sternförmig, polygonal oder in eingeschlossener Form sein. Dieser Ansatz ist möglich für eine Vielzahl von individuellen Dichtungen, um die Luftdichtigkeit der Verbindung sicherzustellen. Die Dichtungen sind separat oder miteinander kreuzend angeordnet.
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In 2 und der 4 ist die Welle 204 oder 302 mit der Verbindungsstruktur 206 oder 304 verbunden. Der Befestigungsbereich der Welle kann ein Zylinder, eine Säule mit prägenden Seiten oder eine keilförmige Verklammerung sein. In allen Fällen entspricht die Form der Bohrung 220 dem Befestigungsbereich der Welle 204, 302. Die Welle kann durch Einbettung, durch Schweißen oder durch Verkeilen befestigt werden.
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Nach dem Zusammenbau der Rotorstruktur 200 kann eine galvanische Schicht auf der Rotorstruktur 200 aufgebracht werden, um diese vor Rost zu schützen. Da die galvanische Schicht nach dem Zusammenbau der Rotorstruktur 200 aufgebracht wird, gibt es keine Notwendigkeit einen vorhergehenden Lackierungsprozess für die individuellen Elemente der Rotorstruktur durchzuführen. Hieraus ergibt sich, dass der Zusammenbau der Rotorstruktur vereinfacht wird und der Zeitbedarf und die Kosten dadurch reduziert werden.
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In der Rotorstruktur kann die Nabe und die Welle durch zumindest eine Verbindungsstruktur verbunden werden. Diese Verbindung und die luftdichte Verbindung zwischen der Nabe in der Welle und der Verbindungsstruktur werden somit erhöht. Weiterhin wird der Herstellungsprozess der Rotorstruktur vereinfacht und die Herstellungsdauer der Rotorstruktur wird verringert.
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Weiterhin kann die Rotorstruktur der vorliegenden Erfindung Wasser abweisende Strukturen umfassen, so dass die Rotorstruktur verhindern kann, dass die inneren Komponenten des Lüfters zu rosten anfangen.
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Eine Dichtung kann zwischen der Verbindungsstruktur und der Nabe angeordnet werden, um eine luftdichte Verbindung herzustellen, um zu verhindern, dass Rost entstehen kann.
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Weiterhin kann ein Elektrolackierprozess durchgeführt werden, um eine galvanische Schicht zu erzeugen, nachdem die Rotorstruktur zusammengebaut wurde, so dass die galvanische Schicht nicht beschädigt wird. Die galvanische Schicht kann weiterhin Lücken im Verbindungsbereich abdecken, um zu vermeiden, dass die inneren Komponenten des Lüfters zu rosten anfangen.
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Weiterhin kann die Rotorstruktur der vorliegenden Erfindung in einem Lüfter oder einem Motor angewendet werden. Da die Welle mit der Nabe verbunden ist, kann die Lebenserwartung des Lüfters oder des Motors verlängert werden, indem lediglich die Welle erneuert wird.
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Auch wenn die Erfindung durch die Bezugnahme auf Beispiele und unter Hinweis auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde sollte verstanden werden, dass die Erfindung nicht auf diese limitiert ist. Im Gegenteil, es ist beabsichtigt, eine Vielzahl von Modifikationen und ähnlichen Anordnungen (wie sie dem Fachmann auf diesem Gebiet erkenntlich sind) abzudecken. Hieraus ergibt sich, dass der Schutzumfang der folgenden Ansprüche einer breitestmöglichen Interpretation zuzuführen ist, die alle möglichen Modifikationen und ähnliche Ausführungsformen abdecken.
