DE102008014624A1 - Elektromotor - Google Patents

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DE102008014624A1
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Mathias Dipl.-Ing. Varnhorst
Thomas Dipl.-Ing. Erner
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Vorwerk and Co Interholding GmbH
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Vorwerk and Co Interholding GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor (1) mit einem Rotor und einem Stator (5), einem Gebläserad (3) und einer dem Gebläserad (3) radial zugeordneten Leitstufe (4), wobei das Gebläserad (3) entgegen der Laufrichtung (r) des Gebläserads (3) gerichtete Gebläseschaufeln (6) aufweist, die auf einer Laufradscheibe (7) angeordnet und von einer Deckscheibe (9) überdeckt sind, mit einem Öffnungsdurchmesser (D1) und einem Gesamtdurchmesser (D2). Um einen Elektromotor der in Rede stehenden Art bei möglichst geringen Abmessung sowohl in radialer als auch in axialer Richtung so in vorteilhafter Weise weiterzubilden, dass eine Kühlung mittels des angetriebenen Gebläserads erreicht wird, wird vorgeschlagen, dass das Verhältnis von Öffnungsdurchmesser (D1) und Gesamtdurchmesser (D2) im Bereich von 0,5 bis 0,65, bevorzugt 0,55 bis 0,6, liegt, wobei im radial äußeren Bereich (10) eine parallele Gestaltung von Deckscheibe (9) und Laufradscheibe (7) ausgebildet ist, welcher radial äußere Bereich (10) 6 bis 15%, bevorzugt 8 bis 12%, des Gesamtdurchmessers (D2) entspricht.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Elektromotor mit einem Rotor und einem Stator, einem Gebläserad und einer dem Gebläserad radial zugeordneten Leitstufe, wobei das Gebläserad entgegen der Laufrichtung des Gebläserads gerichtete Gebläuseschaufeln aufweist, die auf einer Laufradscheibe angeordnet und von einer Deckscheibe überdeckt sind, mit einem Öffnungsdurchmesser und einem Gesamtdurchmesser.
  • Elektromotoren der in Rede stehenden Art sind bekannt. So wird beispielsweise auf die WO 98/38899 verwiesen. Derartige Elektromotoren finden beispielsweise als Motor-Gebläse-Einheiten Verwendung. Zur Erhöhung des Wirkungsgrades des Gebläses ist es bekannt dem Gebläserad eine Leitstufe in Form eines Diffusors nachzuschalten, so in Art einer radialen Rückführbeschaufelung, die die Luft nach innen zum Motor leitet, um diesen zu kühlen.
  • Leitapparate wie Spiralgehäuse und unbeschaufelte Plattendiffusoren erhöhen den radialen Bauraum und führen die Luft vom Motor weg, so dass derartige Einrichtungen nur sinnvoll für Anwendungen sind, die die vom Gebläse geförderte Luft nicht zum Kühlen des Motors einsetzen. In diesen Fällen wird zur Motorkühlung ein Zusatzlüfter am Motor angebracht. Alternativ wird dieser über einen separat motorisch angetriebenen Kühllüfter mit Luft versorgt. Radiale Leitapparate, die um das Gebläserad angeordnet sind, stellen in Verbindung mit einer anschließenden radialen Rückführbeschaufelung zwar die Kühlung des Motors sicher, erhöhen aber den radialen Bauraum. Leitapparate mit axial ausgerichteten Schaufelanfang und anschließender radialer Rückführbeschaufelung bauen in radialer Richtung ebenso groß wie radiale Leitapparate.
  • Im Hinblick auf den vorbeschriebenen Stand der Technik wird eine technische Problematik der Erfindung darin gesehen, einen Elektromotor der in Rede ste henden Art bei möglichst geringen Abmessungen sowohl in radialer als auch in axialer Richtung so in vorteilhafter Weise weiterzubilden, dass eine Kühlung mittels des angetriebenen Gebläserades erreicht wird.
  • Diese Problematik ist zunächst und im Wesentlichen durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst, wobei darauf abgestellt ist, dass das Verhältnis von Öffnungsdurchmesser und Gesamtdurchmesser im Bereich von 0,5 bis 0,65, bevorzugt 0,55 bis 0,6 liegt, wobei im radial äußeren Bereich eine parallele Gestaltung von Deckscheibe und Laufradscheibe ausgebildet ist, welcher radial äußere Bereich 6 bis 15%, bevorzugt 8 bis 12% des Gesamtdurchmessers entspricht. Das Laufrad ist insbesondere geeignet für Elektromotoren der in Rede stehenden Art, die schnelllaufend sind, so insbesondere Reluktanzmotoren mit einer Drehzahl von mehr als 400 U/min, weiter mehr als 1000 U/min bis hin zu 60000 U/min. Die bekannten Lösungen hinsichtlich des Gebläserades zeigen bei entgegen der Laufrichtung gerichteten Gebläseschaufeln, weiter bei rückwärts gekrümmten Schaufeln üblicherweise eine konische Deckscheibe mit einem Konus-Winkel von 5° bis 30° über den gesamten Bereich oder eine hyperbolische Gestaltung. Derartige Laufräder finden insbesondere mit einer nachgelagerten axialen Leitstufe Verwendung. Die vorgeschlagene parallele Führung von Deckscheibe bzw. radial äußerem Bereich der Deckscheibe und Laufradscheibe erweist sich für einen schnelllaufenden Elektromotor sowohl hinsichtlich des Wirkungsgrades als auch hinsichtlich eines in weiten Bereichen stabilen Verhaltens von Vorteil. Darüber hinaus erweist sich diese Ausgestaltung auch hinsichtlich der Prozesssicherheit beim Auswuchten des Gebläserades von Vorteil. So erfolgt das Auswuchten an einem erfindungsgemäßen Gebläserad mittels eines achsparallelen Knabberwerkzeugs, mittels welchem der radial äußere Bereich der Deckscheibe bearbeitet werden kann. Dies erweist sich günstiger als eine Bearbeitung mit einem um den Neigungswinkel der Deckscheibe positionierten Werkzeug.
  • Weite Merkmale der Erfindung sind nachstehend, auch in der Figurenbeschreibung, oftmals in ihr bevorzugten Zuordnung zum Gegenstand des Anspruchs 1 oder zu Merkmalen weiterer Ansprüche erläutert. Sie können aber auch in einer Zuordnung zu nur einzelnen Merkmalen des Anspruchs 1 oder des jeweiligen weiteren Anspruches oder jeweils unabhängig von Bedeutung sein.
  • So ist in einer Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes vorgesehen, dass der im Einlaufbereich von Öffnungsdurchmesser in die Parallelanordnung ausgebildete Radius an den Gebläseschaufeln dem 0,25- bis 0.35-fachen, bevorzugt dem 0,3-fachen des Öffnungsdurchmessers entspricht. Der vorgeschlagene Einlaufradius ist entsprechend deutlich größer als der gemäß den Lösungen aus dem Stand der Technik. Dort sind Radienfaktoren von 0,14 bis 0,2 vorgesehen.
  • Ein hoher Wirkungsgrad wird dadurch erreicht, dass das 4-fache der Schaufelhöhe im Einlaufbereich im Verhältnis zum Öffnungsdurchmesser dem 1,6 – bis 2,3-fachen, bevorzugt dem 1,8- bis 2,1-fachen entspricht. Zufolge dieser Lösungen wird ein im Durchmesser kleines Gebläserad für hohe Drehzahlen erreicht, das trotz der kleinen Bauabmessung einen ausreichenden Unterdruck und hohen Wirkungsgrad erreicht und insbesondere eine Abströmung aus dem Gebläserad sicherstellt, die es nachgeschalteten Leitapparaten ermöglicht, die Strömungsenergie in Druck umzusetzen. Eine geringe radiale Abmessung des gesamten Elektromotors ist weiter dadurch erreicht, dass das Verhältnis vom Gesamtdurchmesser zum Statordurchmesser 0,9 bis 1,05, bevorzugt 0,95 bis 1 beträgt, womit eine kompakte Motor-Gebläseeinheit geschaffen ist.
  • Der dem Gebläserad nachgeschaltete Leitapparat weist axial gerichtete Leitschaufeln auf. Diese Leitstufe führt die aus dem Gebläserad austretende Luft axial über den Stator, um so den Motor zu kühlen. So ist weiter die Leitstufe zumindest teilweise in radialer Überdeckung zum Elektromotor angeordnet. Entgegen den Lösungen aus dem bekannten Stand der Technik, bei welchen eine axial lang gestreckte Konstruktion gewählt wird, was jedoch zu einer starken Verzögerung und zu Strömungsablösungen und Minderung des Wirkungsgrades führt, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die axiale Länge der Leitstufe im Verhältnis zu der Gebläseschaufelhöhe am Außendurchmesser 2,3 bis 2,9, bevorzugt 2,45 bis 2,75 ist. Der Außendurchmesser der Gebläseschaufeln entspricht in weiterer Ausgestaltung dem 0,6- bis 0,85-fachen des Außendurchmessers der Leitstufe, bevorzugt dem 0,68- bis 0,72-fachen. Weiter entspricht der Innendurchmesser der Leitstufe dem 0,52- bis 0,82-fachen, bevorzugt dem 0,62- bis 0,72-fachen des Außendurchmessers der Leitstufe. Zufolge dieser vorgeschlagenen Abmessungen ist die axiale Leitstufe über die Motorbrücke des Elektromotors verbaubar, so dass nur das Gebläserad axial vor dem Elektromotor verbaut werden muss. So ist eine Motor-Gebläseeinheit geringer axialer Baulänge erreicht.
  • Der Schaufelkrümmungsradius der Leitstufenbeschaufelung ist in einer Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes klein gewählt und weiter bevorzugt über die Schaufelhöhe konstant. So ist vorgesehen, dass der Radius der gekrümmt verlaufenden Leitschaufeln der Leitstufe im Verhältnis zum Außendurchmesser der Leitstufe 0,18 bis 0,34, bevorzugt 0,22 bis 0,30 ist. Der kleine Schaufelkrümmungsradius gewährleistet, dass die Luft nach einer möglichst kurzen Strecke in Achsrichtung umgelenkt ist und weitestgehend von Drall befreit über die Mantelfläche des Stators strömen kann. Eine drallbehaftete Strömung kann zusätzliche Strömungsverluste erzeugen. Weiter stellt der konstante Krümmungsradius bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Leitstufe als Kunststoffspritzteil die Entformbarkeit in einem Spritzgusswerkzeug sicher. Die axiale Baulänge der Leitstufe beträgt in Bezug auf den Außendurchmesser derselben 0,18 bis 0,33, bevorzugt 0,25 bis 0,26.
  • In weiter Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes sind die Leitschaufeln, gesehen in Axialrichtung, gegen die Laufrichtung der Gebläseschaufeln schräg gestellt. Somit ist unter Berücksichtigung einer möglichst geringen Verzögerung eine verbesserte Motorkühlung erreicht. Weiter wird durch die Schrägstellung erreicht, dass der strömenden Luft eine radiale Komponente in Richtung Motorachse aufgeprägt wird und somit ein möglichst großer Luftanteil nahe über die Statoroberfläche strömt. Dies ist insbesondere in Teillastbereichen des Elektromotors, insbesondere bei starker Drosselung notwendig. Am Leitstufenaustritt beträgt die Schrägstellung der Leitschaufeln 25° bis 50°, bevorzugt 30° bis 44°.
  • Zur weiten Verbesserung der Motorkühlung weist die Leitstufe nach radial innen eine oder mehrere fensterartige Öffnungen auf, so beispielsweise zwei bis sechs, vorzugsweise vier solcher Öffnungen. Diese sind einem Fensterbereich des Stators zugeordnet, so dass die aus den fensterartigen Öffnungen der Leitstufe austretende Luft durch korrespondierende Öffnungen in den Motorbrücken in den Motor einströmt.
  • Die angegebenen zahlenmäßigen Bandbreiten schließen auch – soweit solche nicht ohnehin exemplarisch angegeben sind – sämtliche Zwischenwerte ein und zwar insbesondere in 1/10-Schritten, weiter in 1/10-Schritten von der unteren und/oder oberen Grenze auf die jeweils andere Grenze hin einschränkend, wobei „und” hierbei dafür steht, dass beide Grenzen um jeweils ein oder mehrere Zehntel auf die Grenze hin verschoben, das heißt eingegrenzt werden.
  • Nachstehend ist die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung, welche lediglich zwei Ausführungsbeispiele darstellt, näher erläutert. Es zeigt:
  • 1 den Elektromotor in Seitenansicht mit angeordnetem Gebläserad und eine Leitstufe in einer ersten Ausführungsform;
  • 2 die Draufsicht hierzu mit Blick auf das Gebläserad;
  • 3 eine perspektivische Rückansicht hierzu;
  • 4 das Gebläserad in perspektivischer Einzeldarstellung;
  • 5 die Seitenansicht hierzu;
  • 6 den Schnitt gemäß der Linie VI-VI in 5;
  • 7 die Leitstufe in perspektivischer Einzeldarstellung mit Blick auf eine Leitschaufelaustrittsseite;
  • 8 eine weitere perspektivische Darstellung der Leitstufe mit Blick auf die Leitschaufeleintrittsseite;
  • 9 den Schnitt gemäß der Linie IX-IX in 8;
  • 10 die Leitstufe in Seitenansicht;
  • 11 den Schnitt gemäß der Linie XI-XI in 10;
  • 12 in perspektivischer Darstellung die Leitstufe in einer zweiten Ausführungsform, zugeordnet dem Elektromotor;
  • 13 den Schnitt gemäß der Linie XIII-XIII in 12, unter Fortlassung des Elektromotors;
  • 14 den Schnitt gemäß der Linie XIV-XIV in 12, jedoch lediglich die Leitstufe betreffend;
  • 15 eine schematische Darstellung der Anordnung von Elektromotor, Gebläserad und Leitstufe.
  • Dargestellt und beschrieben ist zunächst mit Bezug zu den 1 bis 3 ein Elektromotor 1 mit einem auf einer Rotorwelle 2 angeordneten Gebläserad 3 und einer Leitstufe 4. Das Gebläserad 3 ist drehfest auf der Rotorwelle 2 angeordnet und wird über diese in Drehung versetzt, wobei die Rotorwelle 2 drehfest mit einem nicht dargestellten Rotor des Elektromotors 1 verbunden ist. Der Rotor wirkt zusammen mit einem Stator 5 des Elektromotors 1. Die Leitstufe 4 ist nicht drehbar an dem Stator 5 befestigt, so insbesondere vernietet mit einer nicht dargestellten Lagerbrücke, die zentral durchsetzt ist von der Rotorwelle 2.
  • Das Gebläserad 3 ist nachstehend anhand der Einzeldarstellung in den 4 bis 6 näher erläutert.
  • Das Gebläserad 3 weist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel sieben entgegen der Laufrichtung r des Gebläserades 3 gerichtete, gekrümmt verlaufende Gebläseschaufeln 6 auf. Diese sind gekrümmt verlaufend radial ausgerichtet und zunächst auf einer ebenen, kreisringförmigen Laufradscheibe 7 angeordnet. Letztere belässt zentral eine Öffnung 8. Ausgehend vom Öffnungsrand erstrecken sich die Gebläseschaufeln 6 nach radial außen bis zum umlaufenden Rand der Laufradscheibe 7.
  • Die auf der Laufradscheibe 7 stehenden Gebläseschaufeln 6 sind überdeckt von einer Deckscheibe 9. Diese weist zunächst einen radial äußeren Bereich 10 auf, der parallel ausgerichtet ist zur Laufradscheibe 7. Vom radial inneren Ende des äußeren, ringförmigen Bereiches 10 geht dieser über in einen hyperbolisch gekrümmten Mittenabschnitt unter zunehmender Beabstandung zur Laufradscheibe 7. Dieser ansteigende Bereich endet in einer umlaufenden Randkante einer zentralen Öffnung der Deckscheibe 9, welche zentrale Öffnung 11 durchmessergleich zur laufradscheibenseitigen Öffnung 8 bemessen und koaxial zu dieser angeordnet ist.
  • Laufradscheibe 7, Deckscheibe 9 und die Gebläseschaufeln 6 sind aus einem Metallwerkstoff, alternativ aus Kunststoff, gegebenenfalls mit einer oberen Abdeckung aus Aluminium, gefertigt und untereinander verbunden, beispielsweise durch Vernietung.
  • In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Öffnungsdurchmesser D1 gewählt, der dem 0,55- bis 0,6-fachen des Gesamtdurchmessers D2 des Gebläserades 3 entspricht. Dieser Gesamtdurchmesser D2 entspricht weiter etwa dem 0,84 bis 0,99-fachen bevorzugt 0,89 bis 0,94-fachen, beispielsweise dem 0,91-fachen des Statordurchmessers D3.
  • Die parallele Gestaltung des äußeren Bereiches 10 erstreckt sich über einen Bereich von D4/D2 = 0,88 bis 0,92, womit der radial äußere Bereich 10 etwa 8 bis 12% des Gesamtdurchmessers D2 entspricht.
  • Der Einlaufradius RE entspricht in dem dargestellten Ausführungsbeispiel dem 0,3-fachen des Öffnungsdurchmessers D1. Das 4-fache der Schaufelhöhe h entspricht im Einlaufbereich im Verhältnis zum Öffnungsdurchmesser D1 dem 1,8 bis 2,1-fachen, womit im Zusammenhang mit dem groß gewählten Einlaufradius RE ein hoher Wirkungsgrad erreicht ist. Der Schaufelwinkel der Gebläseschaufeln 6 im Einlauf (Winkel β1) beträgt 29° und im Auslauf (Winkel β2) 32,5°, womit beide Winkel etwa gleich groß gewählt sind.
  • Die Leitstufe 4 der ersten Ausführungsform ist nachstehend anhand der 7 bis 11 näher erläutert.
  • Diese Leitstufe 4 ist als Kunststoffspritzteil gefertigt und ist als Axial-Leitstufe ausgelegt, weist entsprechend im Wesentlichen axial gerichtete Leitschaufeln 12 auf. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind über den Umfang der Leitstufe 4 gleichmäßig verteilt zwanzig solcher Leitschaufeln 12 vorgesehen.
  • Die Leitstufe 4 weist eine im Vergleich zu den Axial-Leitstufen der aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen eine kleine axiale Baulänge auf. So ist eine Länge l vorgesehen, die dem 2,45- bis 2,75-fachen, beispielsweide dem 2,6-fachen der Schaufelhöhe h des Gebläserades 3 entspricht. Der Außendurchmesser D5 liegt im Bereich D2/D5 = 0,68 bis 0,72. Der innere Durchmesser D6 entspricht in etwa dem Laufraddurchmesser D2, wobei weiter der Innendurchmesser D6 der Leitstufe 4 etwa dem 0,62- bis 0,72-fachen, beispielsweise dem 0,665-fachen des Leitstufen-Außendurchmessers D5 entspricht.
  • Zufolge der vorbeschriebenen Abmessungen kann die axiale Leitstufe 4 über die bereits beschriebenen Motorbrücken verbaut werden, so dass nur das Gebläserad 3 axial vor dem Elektromotor 1 verbaut ist. So ist eine Motor-Gebläseeinheit mit geringer axialer Baulänge erreicht.
  • Der Schaufelkrümmungsradius RL der Leitschaufeln 12 ist mit RL/D5 = 0,22 bis 0,30, beispielsweise 0,255 sehr klein gewählt und über die Schaufelhöhe konstant. Dieser kleine Schaufelkrümmungsradius gewährleistet, dass die Luft nach einer möglichst kurzen Strecke in Achsrichtung umgelenkt ist und weitestgehend von Drall befreit über die Mantelfläche des Stators 5 strömen kann.
  • Die axiale Baulänge entspricht weiter etwa dem 0,18- bis 0,33-fachen, beispielsweise dem 0,253-fachen des Leitstufen-Außendurchmessers D5.
  • Die Leitschaufeln 12 sind gegen die Laufrichtung r des Gebläserades 3 schräg gestellt. So ist am Leitstufenaustritt jede Leitschaufel 12 um ca. 35° geneigt (siehe Winkel β3 in 11). In alternativer Ausgestaltung beträgt der Winkel β3 31° oder 43°.
  • Der Schaufeleintrittswinkel β4, das heißt der Anstellwinkel zur Eintrittsfläche der Leitstufe, beträgt bevorzugt 1° bis 5°. Am Austritt beträgt der Schaufelwinkel 90°, das heißt die Luft strömt achsparallel aus der Leitstufe 4 heraus.
  • Das Schaufelzahlverhältnis von Gebläserad 3 zu Leitstufe 4 beträgt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel 7:20, um so den Drehklang zu optimieren.
  • Zur weiten Verbesserung der Motorkühlung sind vier der zwischen den Leitschaufeln 12 verbleibenden Schaufelkanäle 13 austrittseitig durch eine radial ausgerichtete Sperrwand 14 verschlossen. Die durch die Schaufelkanäle 13 geführte Luft wird in diesem Fall aus fensterartigen Öffnungen 15 nach radial innen und durch korrespondierende Öffnungen in den Motorbrücken in den Motor geführt.
  • Die Sperrwände 14 können in einer Weiterbildung zur Befestigung eines das Gebläserad 3 überdeckenden Gebläsedeckels dienen.
  • Der axiale Abstand a zwischen Leitstufe 4 und Gebläserad 3 entspricht in der dargestellten Ausführung etwa dem 0,1- bis 0,4-fachen, beispielsweise dem 0,13-fachen der Höhe h1 des Gebläserades 3 im Bereich der parallel verlaufenden Abschnitte von Laufradscheibe 7 und Deckscheibe 9.
  • Die axiale Leitstufe 4 wird über die Motorbrücken verbaut, was sich als platzsparend erweist und kann hinsichtlich der Struktursteifigkeit die äußeren me chanischen Lasten, die gegebenenfalls über einen Gebläsedeckel eingeleitet werden, aufnehmen. Der Gebläsedeckel kann weiter zufolge der schräg gestellten Leitschaufeln 12 mit Vorspannung radial spielfrei aufgenommen werden.
  • Die 12 bis 14 zeigen die Leitstufe 4 in einer zweiten Ausführungsform, die im Wesentlichen, insbesondere im Hinblick auf Anordnung, Ausbildung und Ausrichtung der Leitschaufeln 12 sowie hinsichtlich der Durchmesser- und Längenabmessungen der Leitstufe 4 der zuvor beschriebenen Ausführungsform entspricht.
  • 12 zeigt die Zuordnungsstellung zum Elektromotor 1 und zu dem den Elektromotor umfassenden Motorgehäuse 16. Die Leitstufe 4 ist über kreuzförmig angeordnete, materialeinheitlich mit dem die Leitschaufeln 12 tragenden Leitstufenring 17 ausgeformte Brückenabschnitte 18 deckenseitig mit dem Motorgehäuse 16 verbunden, insbesondere nietverbunden (vgl. 13). Die Brückenabschnitte 18 belassen zentral eine Durchtrittsöffnung 19 für die Rotorwelle 2.
  • Der Leitstufenring 17 umfasst den Deckenabschnitt des Motorgehäuses 16 mit einem radialen Abstand von wenigen Millimetern, so beispielsweise mit 2 mm.
  • Benachbart zu den Leitstufen-Festlegungsabschnitten des Motorgehäuses 16 ist der Deckenabschnitt mit Durchbrechungen 20 versehen, durch welche über die radialen Öffnungen 15 im Leitstufenring 17 nach innen strömende Luft in das Motorgehäuseinnere zur unmittelbaren Kühlung des Elektromotors 1 geleitet wird.
  • Zufolge der vorgeschlagenen Lösung ist eine kleine radiale sowie axiale Bauabmessung der gesamten Motor-Gebläseeinheit gegeben, wobei weiter ein hoher Gebläsewirkungsgrad von ca. 60% erreicht wird. Hierbei ist unter einteili ger Ausgestaltung der Leitstufe 4 eine genügende Kühlung des Motors gewährleistet. Durch den parallel zur Laufradscheibe 7 verlaufenden äußeren Randbereich 10 der Deckscheibe 9 kann das Gebläserad 3 in einfachster Weise mittels eines Knabberwerkzeugs ausgewuchtet werden.
  • Alle offenbarten Merkmale sind (für sich) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen.
  • 1
    Elektromotor
    2
    Rotorwelle
    3
    Gebläserad
    4
    Leitstufe
    5
    Stator
    6
    Gebläseschaufel
    7
    Laufradscheibe
    8
    Öffnung
    9
    Deckscheibe
    10
    äußerer Bereich
    11
    Öffnung
    12
    Leitschaufel
    13
    Schaufelkanal
    14
    Sperrwand
    15
    Öffnung
    16
    Motorgehäuse
    17
    Leitstufenring
    18
    Brückenabschnitte
    19
    Durchtrittsöffnung
    20
    Durchbrechungen
    a
    axialer Abstand
    h
    Schaufelhöhe
    l
    Länge
    r
    Drehrichtung
    D1
    Öffnungsdurchmesser
    D2
    Gesamtdurchmesser
    D3
    Statordurchmesser
    D4
    Innendurchmesser
    D5
    Außendurchmesser
    D6
    Innendurchmesser
    RE
    Einlaufradius
    RL
    Leitschaufelradius
    β1
    Schaufelwinkel Einlauf
    β2
    Schaufelwinkel Auslauf
    β3
    Schaufelwinkel Austritt
    β4
    Schaufelwinkel Eintritt
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - WO 98/38899 [0002]

Claims (15)

  1. Elektromotor (1) mit einem Rotor und einem Stator (5), einem Gebläserad (3) und einer dem Gebläserad (3) radial zugeordneten Leitstufe (4), wobei das Gebläserad (3) entgegen der Laufrichtung (r) des Gebläserads (3) gerichtete Gebläseschaufeln (6) aufweist, die auf einer Laufradscheibe (7) angeordnet und von einer Deckscheibe (9) überdeckt sind, mit einem Öffnungsdurchmesser (D1) und einem Gesamtdurchmesser (D2), dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von Öffnungsdurchmesser (D1) und Gesamtdurchmesser (D2) im Bereich von 0,5 bis 0,65, bevorzugt 0,55 bis 0,6 liegt, wobei im radial äußeren Bereich (10) eine parallele Gestaltung von Deckscheibe (9) und Laufradscheibe (7) ausgebildet ist, welcher radial äußere Bereich (10) 6 bis 15%, bevorzugt 8 bis 12% des Gesamtdurchmessers (D2) entspricht.
  2. Elektromotor nach Anspruch 1 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der im Einlaufbereich von Öffnungsdurchmesser (D1) in die Parallelanordnung ausgebildete Radius (RE) an den Gebläseschaufeln (6) dem 0,25- bis 0,35-fachen, bevorzugt dem 0.3-fachen des Öffnungsdurchmessers (D1) entspricht.
  3. Elektromotor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass das 4-fache der Schaufelhöhe (h) im Einlaufbereich im Verhältnis zum Öffnungsdurchmesser (D1) dem 1,6- bis 2,3-fachen, bevorzugt dem 1,8- bis 2,1-fachen entspricht.
  4. Elektromotor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass das Ver hältnis von Gesamtdurchmesser (D2) zum Statordurchmesser (D3) 0,9 bis 1,05, bevorzugt 0,95 bis 1 beträgt.
  5. Elektromotor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die zugeordnete Leitstufe (4) axial gerichtete Leitschaufeln (12) aufweisen,
  6. Elektromotor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitstufe (4) zumindest teilweise in radialer Überdeckung zum Elektromotor (1) angeordnet ist.
  7. Elektromotor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Länge (l) der Leitstufe (4) im Verhältnis zu der Gebläseschaufelhöhe (h) am Außendurchmesser 2,3 bis 2,9, bevorzugt 2,45 bis 2,75 ist.
  8. Elektromotor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser (D2) der Gebläseschaufeln (6) dem 0,6- bis 0,85-fachen des Außendurchmesser (D5) der Leitstufe (4) entspricht, bevorzugt dem 0,68 bis 0,72-fachen.
  9. Elektromotor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser (D6) der Leitstufe (4) dem 0,52- bis 0,82-fachen, bevorzugt dem 0,62- bis 0,72-fachen des Außendurchmessers (D5) der Leitstufe (4) entspricht.
  10. Elektromotor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius (RL) der gekrümmt verlaufenden Leitschaufeln (12) der Leitstufe (4) im Verhältnis zum Außendurchmesser (D5) der Leitstufe (4) 0,18 bis 0,34, bevorzugt 0,22 bis 0,30 ist.
  11. Elektromotor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Länge (l) der Leitstufe (4) in Bezug auf den Außendurchmesser (D5) 0,18 bis 0,33, bevorzugt 0,25 bis 0,26 beträgt.
  12. Elektromotor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitschaufeln (12), gesehen in Axialrichtung, gegen die Laufrichtung (r) der Gebläseschaufeln (6) schräg gestellt sind.
  13. Elektromotor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrägstellung 25° bis 50°, bevorzug 30° bis 44° entspricht.
  14. Elektromotor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitstufe (4) nach radial innen eine der mehrere fensterartige Öffnungen (15) aufweist.
  15. Elektromotor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (15) einem Fensterbereich des Elektromotors (1) zugeordnet ist.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011148397A1 (en) * 2010-05-28 2011-12-01 Coplast Srl Cooling fan for a rotary machine
WO2011148396A1 (en) * 2010-05-28 2011-12-01 Coplast Srl Cooling fan for a rotary machine technical field of application of the invention
WO2011148398A1 (en) * 2010-05-28 2011-12-01 Coplast Srl Cooling fan for a rotary machine
DE102011087273A1 (de) * 2011-11-29 2013-05-29 Robert Bosch Gmbh Elektrische Maschine
EP2808553A2 (de) 2013-05-29 2014-12-03 Vorwerk & Co. Interholding GmbH Gebläserad
EP2677174A3 (de) * 2012-06-20 2018-07-11 Vorwerk & Co. Interholding GmbH Lüfterrad sowie Elektromotor

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101432374B1 (ko) * 2012-11-01 2014-08-21 삼성전기주식회사 스위치드 릴럭턴스 모터 어셈블리 및 그 조립 방법
CN103840607A (zh) * 2014-02-10 2014-06-04 广西三立科技发展有限公司 一种混合动力电机腔冷却装置
EP3015713A1 (de) 2014-10-30 2016-05-04 Nidec Corporation Gebläsevorrichtung
KR102482413B1 (ko) * 2019-04-19 2022-12-29 엘지전자 주식회사 팬 모터
CN114762241A (zh) * 2019-12-05 2022-07-15 尚科宁家运营有限公司 电动机部件亚微米径向对准和气流管理以延长电机寿命的技术
JP7254218B1 (ja) * 2022-01-07 2023-04-07 三菱電機株式会社 回転電機

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998038899A1 (de) 1996-02-16 1998-09-11 Vorwerk & Co. Interholding Gmbh Elektromotor mit einem gebläserad

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5915271U (ja) * 1982-07-20 1984-01-30 東芝テック株式会社 電動送風機
US5734214A (en) * 1995-11-09 1998-03-31 Ametek, Inc. Molded through-flow motor assembly
DE19606146A1 (de) * 1996-02-20 1997-08-21 Vorwerk Co Interholding Schnellaufender Elektromotor
JP2002031092A (ja) * 2000-07-13 2002-01-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電動送風機
US6703754B1 (en) * 2001-10-01 2004-03-09 Ametek, Inc. Electric motor and brush retaining assembly
WO2003054394A1 (fr) * 2001-12-21 2003-07-03 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Soufflante electrique
CN1223306C (zh) * 2002-05-31 2005-10-19 乐金电子(天津)电器有限公司 吸尘器用离心送风装置
JP2005006372A (ja) * 2003-06-10 2005-01-06 Toshiba Tec Corp ブラシレスモータ
JP2005090467A (ja) * 2003-09-19 2005-04-07 Sanyo Electric Co Ltd 電動送風機

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998038899A1 (de) 1996-02-16 1998-09-11 Vorwerk & Co. Interholding Gmbh Elektromotor mit einem gebläserad

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011148397A1 (en) * 2010-05-28 2011-12-01 Coplast Srl Cooling fan for a rotary machine
WO2011148396A1 (en) * 2010-05-28 2011-12-01 Coplast Srl Cooling fan for a rotary machine technical field of application of the invention
WO2011148398A1 (en) * 2010-05-28 2011-12-01 Coplast Srl Cooling fan for a rotary machine
DE102011087273A1 (de) * 2011-11-29 2013-05-29 Robert Bosch Gmbh Elektrische Maschine
DE102011087273B4 (de) * 2011-11-29 2015-10-08 Robert Bosch Gmbh Elektrische Maschine
EP2677174A3 (de) * 2012-06-20 2018-07-11 Vorwerk & Co. Interholding GmbH Lüfterrad sowie Elektromotor
EP2808553A2 (de) 2013-05-29 2014-12-03 Vorwerk & Co. Interholding GmbH Gebläserad

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JP5431748B2 (ja) 2014-03-05

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