DE102006060064B4

DE102006060064B4 - Ventilator und zugehöriger Motor

Info

Publication number: DE102006060064B4
Application number: DE102006060064.9A
Authority: DE
Inventors: Michaes Zhu; Deng-Chu Fu; Yung-Ping Lin
Original assignee: Delta Electronics Inc
Current assignee: Delta Electronics Inc
Priority date: 2005-12-23
Filing date: 2006-12-19
Publication date: 2019-02-28
Anticipated expiration: 2026-12-20
Also published as: TWI280322B; DE102006060064A1; TW200724788A; JP4463268B2; US20070145842A1; JP2007174896A; US7635934B2

Abstract

Ventilator (1), umfassend:einen Rahmen (11) mit einer Abdeckung (12), wobei die Abdeckung in dem Rahmen als ein einzelnes Teil einstückig ausgebildet ist;einen Stator (13), der innerhalb der Abdeckung (12) angeordnet ist; undeinen Boden (14), der mit der Abdeckung (12) verbunden ist, wobei sich der Stator (13) zwischen der Abdeckung (12) und dem Boden (14) befindet,dadurch gekennzeichnet, dass in einen Raum zwischen der Abdeckung (12), dem Stator (13) und dem Boden (14) ein Füllmaterial (15) eingebracht ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Ventilator sowie einen zugehörigen Motor, und genauer gesagt einen wasserdichten Ventilator sowie den entsprechenden Motor dazu.
Stand der Technik
Im Zuge der technologischen Entwicklung werden elektronische Geräte immer schneller, integrierter und kompakter ausgelegt. Je dichter jedoch die elektronischen Bauelemente angeordnet sind, desto mehr Hitze entsteht im Gerät. Diese Hitze kann zu einem instabilen Zustand des elektronischen Geräts führen und somit die Funktionssicherheit des elektronischen Geräts beeinträchtigen. Der Wärmeableitung kommt in diesem Industriezweig große Bedeutung zu. Derzeit kommt ein Ventilator zur Wärmeableitung an elektronischen Geräten zum Einsatz. Der Ventilator umfasst gewöhnlich einen Rahmen, einen Stator und einen Rotor. Der Stator befindet sich im Rahmen. Daher sind die Spule, die Leiterplatte und andere Komponenten des Stators der Luft direkt ausgesetzt. Da diese Elemente ungeschützt sind, können sie durch Feuchtigkeit oder Luftverunreinigungen beschädigt werden oder sogar abbrennen. Das führt im elektronischen Gerät folglich zu Fehlfunktionen.
Obwohl im Stand der Technik zum Schutz des Stators vor Wasser und Luftverunreinigungen eine Schutzschicht zum Beschichten seiner Oberfläche vorgeschlagen wurde, ist diese Schutzschicht aufgrund der derzeitigen technologischen Realisierbarkeit und der aktuellen Gerätestrukturen nur wenige Zehntel von Mikrometern dick. Daher wird ein nur ungenügender Schutz bei hohen Kosten erreicht.
DE 103 06 653 A1 offenbart einen Aufbau, bei dem der Stator innerhalb einer im Wesentlichen rund ausgebildeten Abdeckkappe angeordnet ist, die über den Stator gestülpt ist und nach dem Überstülpen auf dem Basisteil des Flansches aufliegt. Hierzu wird das Lüftergehäuse mit integriertem Flansch durch eine Ultraschall-Schweissanlage geführt, um gezielt eine Schweissraupe zum Schmelzen zu bringen. Nach dem Abkühlen ist der Motor so in dem so ausgebildeten topfartigen Gehäuse vollständig aufgenommen. Allerdings fehlt jeglicher Hinweis darauf, den Zwischenraum zwischen der Abdeckung, dem Stator und dem Boden mit einem Füllmaterial aufzufüllen.
US 2005 / 0 012 416 A1 offenbart einen Aufbau mit Feuchteschutz, bei dem auf einer Grundplatte der Stator des Motors, welcher aus einer Spulenwicklung und einem Spulenkern besteht, auf einer Grundplatte befestigt ist. Das erste Abdeckteil, das hohl ist, wird mit einem Kleber an der Grundplatte befestigt und dient zum Abdecken der Schaltungsplatte des Stators des Motors. Ferner ist das zweite Abdeckteil, das hohl ausgebildet ist, mit dem ersten Abdeckteil verbunden und dient zur Abdeckung des Stators des Motors. Allerdings fehlt jeglicher Hinweis darauf, den Zwischenraum zwischen der Abdeckung, dem Stator und dem Boden mit einem Füllmaterial aufzufüllen.
JP 2003 - 230 246 A offenbart einen Ventilator, umfassend einen Rahmen mit einer Abdeckung, wobei die Abdeckung in dem Rahmen als ein einzelnes Teil ausgebildet ist; einen Stator, der innerhalb der Abdeckung angeordnet ist; und einen Boden, wobei sich der Stator zwischen der Abdeckung und dem Boden befindet, wobei in einen Raum zwischen der Abdeckung, dem Stator und dem Boden ein Füllmaterial eingebracht ist. Allerdings ist nach dieser Druckschrift keine einstückige Abdeckung ausgebildet, die mit dem Boden verbunden ist. Vielmehr wird die Abdeckung durch den Rotor gebildet. Das Füllmaterial wird während des Fertigungsprozesses in eine verschlossene Fertigungs-Abdeckung eingebracht und anschließend wird diese Fertigungs-Abdeckung wieder entfernt. Durch das Füllmaterial wird nach dieser Druckschrift die Statoreinheit vor Wasser geschützt. Es ist jedoch keinzusätzliches Füllmaterial vorgesehen, dass eine vibrationsabsorbierende Wirkung hat.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen verbesserten Ventilator mit kostengünstigem Aufbau bereitzustellen, der sowohl einen besseren Schutz vor Wasser und Schmutz als auch eine verbesserte vibrationsabsorbierende Wirkung bereitstellt. Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung soll ferner ein entsprechender Motor bereitgestellt werden.
Diese Aufgaben werden durch einen Ventilator nach Anspruch 1 sowie durch einen Motor nach Anspruch 17 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der rückbezogenen Unteransprüche.
Gemäß einem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Ventilator bereitgestellt, der einen Rahmen mit einer Abdeckung, die in dem Rahmen als ein einzelnes Teil einstückig ausgebildet ist, einen Stator, der innerhalb der Abdeckung angeordnet ist, und einen Boden umfasst, der mit der Abdeckung verbunden ist, wobei der Stator sich zwischen der Abdeckung und dem Boden befindet. Erfindungsgemäß ist in einen Raum zwischen der Abdeckung, dem Stator und dem Boden ein Füllmaterial eingebracht.
Gemäß einem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Motor bereitgestellt, der eine Abdeckung, die als ein einzelnes Teil einstückig ausgebildet ist, einen Stator innerhalb der Abdeckung und einen Boden umfasst, der mit der Abdeckung verbunden ist, wobei der Stator sich zwischen der Abdeckung und dem Boden befindet. Erfindungsgemäß ist in einen Raum zwischen der Abdeckung, dem Stator und dem Boden ein Füllmaterial eingebracht.
Dieser Aufbau vermeidet nicht nur, dass der Stator Luft oder Feuchtigkeit ausgesetzt ist, sondern schützt ihn auch kostengünstig vor Wasser und Schmutz. Außerdem kann im Raum zwischen der Abdeckung und dem Boden zusätzlich das Füllmaterial eingefüllt werden, um den Stator abzudecken. Durch verschiedene Füllmaterialien können unterschiedliche elastische, vibrationsabsorbierende und wärmeableitende Wirkungen erreicht werden. Der erfindungsgemäße Ventilator und der genannte Motor können daher auch vibrationsabsorbierend, geräuschmindemd und wärmeableitend sein, was die praktische Anwendbarkeit des Ventilators verbessert.
Figurenliste
Die Erfindung geht detaillierter aus der folgenden Beschreibung hervor. Sie ist rein illustrativ und schränkt die vorliegende Erfindung nicht ein.
In den Zeichnungen zeigten:

1 eine Explosionsdarstellung eines in einem axialen Flussventilator eingesetzten Motors gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung;
2 einen montierten Motor in einem axialen Flussventilator;
3 eine schematische Ansicht eines weiteren in einem axialen Flussventilator eingesetzten Motors gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung;
4 eine schematische Ansicht eines Motors gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung; und
5 eine schematische Ansicht eines in einem Zentrifugalventilator eingesetzten Motors gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden detailliert und mit Bezug auf die angefügten Zeichnungen beschrieben, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Elemente beziehen.
Gemäß der 1 und 2 umfasst ein Ventilator 1 nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung einen Rahmen 11, eine Abdeckung 12, einen Stator 13 und einen Boden 14. Die Abdeckung 12, der Stator 13 und der Boden 14 sind Teile eines Motors. Hier können für den Rahmen 11, die Abdeckung 12 und den Boden 14 des Ventilators 1 gleiche oder unterschiedliche Materialien verwendet werden. Zum Beispiel können der Rahmen, die Abdeckung und der Boden aus Plastik, Acryl, Metall, einer Legierung und/oder einem wasserdichten Material hergestellt sein.
Mindestens ein Trageabschnitt 111, der auch als Trägeglied ausgebildet sein kann, verbindet die Abdeckung 12 mit dem Rahmen 11. Die Abdeckung 12 und der Rahmen 11 sind integral als ein Stück ausgebildet. Darüber hinaus können die Abdeckung 12, der Trageabschnitt 111 und der Rahmen 11 integral ausgebildet sein. In dieser Ausführung kann der Trageabschnitt 111 durch eine Rippe oder eine feste Strebe realisiert werden.
Der Stator 13 umfasst eine Leiterplatte 131 und einen Statormagnetpol 135 aus mindestens einem Siliziumstahlblech 132 und mindestens einer um das Siliziumstahlblech 132 gewickelten Spule 133. Die Leiterplatte 131 umfasst wenigstens eine elektrische Leitung 134 zum elektrischen Anschluss an ein externes System. Der Statormagnetpol 135 oder die Spule 133 ist elektrisch mit der Leiterplatte 131 verbunden, so dass die Polarität des Statormagnetpols 135 geändert werden kann. Der Stator 13 befindet sich innerhalb der Abdeckung 12.
Am Boden 14 befindet sich eine Öffnung 141, um die elektrische Leitung 134 zum Stator 13 hindurch zu lassen. Nach der Montage des Ventilators 1 kann die Öffnung 141 mit wenig Dichtmittel verschlossen werden, um einen Eintritt von Feuchtigkeit oder Schmutz in den Stator 13 zu vermeiden. Alternativ kann die Öffnung 141 auch in der Abdeckung 12 oder gleichzeitig in der Abdeckung 12 und am Boden 14 je nach den gegebenen Anforderungen ausgebildet sein.
In dieser Ausführung ist der Boden 14 größer oder gleich groß wie die Leiterplatte 131 des Stators 13. Wenn der Boden 14 mit der Abdeckung 12 verbunden ist, wird der Stator 13 vollständig vom Boden 14 und der Abdeckung 12 eingeschlossen. Der Stator 13 wird dabei über eine zum Boden 14 gehörige axiale Röhre 10 geschoben, um den Stator 13 fest am Boden 14 zu fixieren. Ferner sind der Boden 14 und die Abdeckung 12 in dieser Ausführung miteinander entweder verschraubt, verknickt, verkeilt oder verriegelt. Sie können aber auch miteinander verlötet, thermisch verschweißt oder durch Ultraschall verschweißt werden. Die axiale Röhre 10 ist am Boden 14 verkeilt, verlötet, thermisch verschweißt oder mit Ultraschall verschweißt. An der inneren Wand der axialen Röhre 10 kann sich ein Stopper 17 als Begrenzung für ein Lager (nicht dargestellt) befinden.
2 zeigt ferner ein Füllmaterial 15 zwischen der Abdeckung 12 und dem Boden 14. Das Füllmaterial 15 ist nicht leitend und kann elastisch, vibrationsabsorbierend oder thermisch leitend sein. Diese Eigenschaften erfüllen Epoxid, Silikon oder PU-Gel, die Ausführung ist aber nicht auf diese Materialen beschränkt. Um Bläschen oder Hohlräume beim Einfüllen des flüssigen Füllmaterials durch die Öffnung 141 zu vermeiden, kann der Raum zwischen der Abdeckung 12, dem Stator 13 und dem Boden 14 vorher evakuiert werden. Das Füllmaterial 15 wird dann in diesen unter Vakuum gestellten Raum zwischen der Abdeckung 12, dem Stator 13 und dem Boden 14 eingefüllt. So ist der Stator 13 besser vor Feuchtigkeit und Schmutz geschützt. Da das Füllmaterial 15 elastisch, vibrationsabsorbierend oder wärmeleitfähig ist, kann der Ventilator Vibrationen absorbieren, Geräusche reduzieren oder Wärme besser ableiten. So ist es möglich, das Füllmaterial 15 nach dem Zusammensetzen von Abdeckung 12, Stator 13 und Boden 14 einzufüllen. Andererseits kann die Abdeckung 12 auch vor dem Einsetzen des Stators 13 in die Abdeckung 12 mit Füllmaterial 15 befüllt werden, wobei die Abdeckung 12 nach dem Einsetzen des Stators 13 in die Abdeckung 12 dann mit dem Boden 14 verschlossen wird.
3 zeigt den Ventilator 1 zusätzlich mit einem Rotor 18 und einem mit dem Rotor 18 verbundenen Flügelrad 19. Der Rotor 18 weist mindestens eine magnetische Komponente 181 als Gegenkomponente zum Statormagnetpol 135 auf. Das Flügelrad 19 weist eine Nabe 191 und mehrere Blätter 192 auf, die jeweils am Umfang der Nabe 191 befestigt sind. Der Ventilator 1 kann an seinem Rotor 18 ferner eine Achse 16 aufweisen, die in die axiale Röhre 10 eingeführt ist.
4 zeigt die Abdeckung 12, den Stator 13, den Boden 14 und den Rotor 18 der aktuellen Ausführung zu einem Motor oder auch zu einem Ventilator zusammengesetzt. Danach kann in den Raum zwischen Abdeckung 12 und Boden 14 ein Füllmaterial 15 eingebracht werden, um die Vibrationsabsorption, die Geräuschreduktion und die Wärmeableitung des Motors zu verbessern.
Andere Ausführungen der Erfindung können neben dem oben beschriebenen axialen Flussventilator ein Zentrifugalventilator, ein interner Rotorventilator oder ein externer Rotorventilator sein. 5 zeigt einen zusammengesetzten Zentrifugalventilator 2 mit den selben Bezugszeichen wie der oben beschriebene axiale Flussventilator 1, so dass auf seine detaillierte Beschreibung der Einfachheit halber verzichtet werden kann. Der Zentrifugalventilator 2 und der axiale Flussventilator 1 unterscheiden sich darin, dass der Zentrifugalventilator 2 mit den durch den Rotor 18 getriebenen Blättern 193 Luft über einen Einlass 211 des Rahmens 21 ansaugt und diese durch einen radialen Auslass 212 am Rahmen 21 hinausdrückt.
Zusammenfassend gesagt weist der erfindungsgemäße Ventilator und ein entsprechender Motor eine Abdeckung, einen Rahmen und einen in der Abdeckung angeordneten Stator auf, wobei diese Elemente als eine Einheit aufgebaut sind. Die Abdeckung wird dann mit einem Boden verschlossen. So wird nicht nur verhindert, dass der Stator Luft oder Feuchtigkeit ausgesetzt ist, sondern er ist auch wasser- und staubdicht sowie bei geringen Kosten herstellbar. Ferner kann ein zwischen der Abdeckung und dem Boden eingebrachtes Füllmaterial den Stator abdecken. Mit unterschiedlichen Füllmaterialien werden verschiedene elastische, vibrationsabsorbierende und wärmeableitende Wirkungen erreicht. Daher kann der erfindungsgemäße Ventilator und sein zugehöriger Motor auch vibrationsabsorbierend, geräuschmindernd und wärmeableitend sein, wodurch die Einsatzmöglichkeiten des Ventilators vielseitiger werden.
Obwohl die Erfindung an einer speziellen Ausführung gezeigt wurde, ist die Beschreibung nicht einschränkend zu verstehen. Verschiedene Änderungen an der offenbarten Ausführung sowie alternative Ausführungen sind für den Fachmann naheliegend. Die angefügten Ansprüche sollen daher alle Modifikationen, die in den Schutzbereich der Erfindung fallen, mit abdecken.

Claims

Ventilator (1), umfassend: einen Rahmen (11) mit einer Abdeckung (12), wobei die Abdeckung in dem Rahmen als ein einzelnes Teil einstückig ausgebildet ist; einen Stator (13), der innerhalb der Abdeckung (12) angeordnet ist; und einen Boden (14), der mit der Abdeckung (12) verbunden ist, wobei sich der Stator (13) zwischen der Abdeckung (12) und dem Boden (14) befindet, dadurch gekennzeichnet, dass in einen Raum zwischen der Abdeckung (12), dem Stator (13) und dem Boden (14) ein Füllmaterial (15) eingebracht ist.
Ventilator nach Anspruch 1, wobei das Füllmaterial (15) ein nicht leitfähiges, elastisches, vibrationsabsorbierendes oder thermisch leitfähiges Füllmaterial.
Ventilator nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Füllmaterial (15) Epoxid, Silikon, Gummi oder PU-Gel ist.
Ventilator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend einen Rotor (18) mit mindestens einer magnetischen Komponente, wobei der Stator einen Statormagnetpol (133) sowie eine elektrisch mit dem Statormagnetpol verbundene Leiterplatte (131) aufweist und der Statormagnetpol die Gegenkomponente zur magnetischen Komponente ist.
Ventilator nach Anspruch 4, wobei der Statormagnetpol (133) aus mindestens einem Siliziumstahlblech (132) und mindestens einer Spule (133) besteht, die um das Siliziumstahlblech gewickelt und elektrisch an die Leiterplatte (131) angeschlossen ist.
Ventilator nach Anspruch 4 oder 5, wobei der Boden (14) grösser oder gleich gross wie die Leiterplatte (131) ist.
Ventilator nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei entweder der Boden oder die Abdeckung oder beide eine Öffnung (141) aufweisen, durch die mindestens ein an die Leiterplatte (131) angeschlossenes Kabel geführt wird.
Ventilator nach einem der Ansprüche 4 bis 7, ferner umfassend ein mit dem Rotor verbundenes Flügelrad (19), wobei das Flügelrad eine Nabe (191) und mindestens ein Flügelblatt (192) aufweist, das an der Nabe befestigt ist.
Ventilator nach einem der Ansprüche 4 bis 8, ferner umfassend eine axiale Röhre (10), wobei der Stator (13) über die axiale Röhre geschoben ist.
Ventilator nach Anspruch 9, wobei die axiale Röhre (10) und der Boden (14) durch Verschweissen, Verlöten, thermisches Verschweissen oder Verschweissen mit Ultraschall verbunden sind.
Ventilator nach Anspruch 9 oder 10, ferner umfassend eine Achse (16), die in die axiale Röhre (10) eingeschoben und am Rotor befestigt ist.
Ventilator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Rahmen (11), die Abdeckung (12) oder der Boden (14) aus Plastik, Acryl, Metall, einer Legierung oder einem wasserdichten Material hergestellt sind.
Ventilator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abdeckung (12) und der Boden (14) durch Verschrauben, Verknicken, Verschweissen, Verriegeln, Verlöten, thermisches Verschweissen oder Verschweissen mit Ultraschall verbunden sind.
Ventilator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Füllmaterial unter Vakuum in den Raum zwischen der Abdeckung (12), dem Stator (13) und dem Boden (14) eingebracht ist.
Ventilator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abdeckung (12) mit dem Rahmen (11) über mindestens einen Trageabschnitt (111) verbunden ist und die Abdeckung, der Trageabschnitt und der Rahmen zusammen als ein Stück einstückig ausgebildet sind.
Ventilator nach Anspruch 15, wobei der Trageabschnitt (111) eine Rippe oder eine feste Strebe ist.
Motor umfassend: eine Abdeckung (12), die als einzelnes Teil einstückig ausgebildet ist; einen Stator (13) innerhalb der Abdeckung; und einen Boden (14), der mit der Abdeckung (12) verbunden ist, wobei sich der Stator (13) zwischen der Abdeckung (12) und dem Boden (14) befindet, dadurch gekennzeichnet, dass in einen Raum zwischen der Abdeckung (12), dem Stator (13) und dem Boden (14) ein Füllmaterial (15) eingebracht ist.
Motor nach Anspruch 17, wobei das Füllmaterial (15) ein nicht leitfähiges, elastisches, vibrationsabsorbierendes oder thermisch leitfähiges Füllmaterial.
Motor nach Anspruch 17 oder 18, wobei das Füllmaterial (15) Epoxid, Silikon, Gummi oder PU-Gel ist.
Motor nach einem der Ansprüche 17 bis 19, ferner umfassend einen Rotor (18) mit mindestens einer magnetischen Komponente (181), wobei der Stator einen Statormagnetpol (133) sowie eine elektrisch mit dem Statormagnetpol verbundene Leiterplatte (131) aufweist und der Statormagnetpol die Gegenkomponente zur magnetischen Komponente ist.
Motor nach einem der Ansprüche 17 bis 20, wobei entweder der Boden (14) oder die Abdeckung (12) oder beide eine Öffnung (141) aufweisen, durch die mindestens ein an die Leiterplatte angeschlossenes Kabel geführt ist.
Motor nach einem der Ansprüche 17 bis 21, wobei die Abdeckung (12) oder der Boden (14) aus Plastik, Acryl, Metall, einer Legierung oder einem wasserdichten Material hergestellt sind.