DE102013114112A1

DE102013114112A1 - Außenläufermotor, Lüftervorrichtung sowie Montage- und Demontageverfahren

Info

Publication number: DE102013114112A1
Application number: DE102013114112.9A
Authority: DE
Inventors: Hansjoerg Berroth
Original assignee: Ebm Papst St Georgen GmbH and Co KG
Current assignee: Ebm Papst St Georgen GmbH and Co KG
Priority date: 2013-12-16
Filing date: 2013-12-16
Publication date: 2015-06-18

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Außenläufermotor, insbesondere Lüftermotor, mit einem, bevorzugt Lüfterschaufeln (13) tragenden, Außenrotor (9), umfassend eine Außenrotorglocke (12, 32) und eine drehfest mit der Außenrotorglocke (12, 32) ausgebildete oder angeordnete Welle (15, 34), die axial von einer äußeren Stirnseite eines Lagertragrohres (7, 8) in dieses hineinragt und gegenüber dem Innenumfang des Lagetragrohres über eine Lageranordnung (16) drehbar gelagert ist, wobei am Außenumfang des Lagertragrohres (7, 8) ein mindestens eine bestrombare Wicklung aufweisender Innenstator (10) angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Lageranordnung (16) zur axialen Sicherung ein Befestigungsmittel aufweisendes Sicherungselement (24, 35) zugeordnet ist, welches einen Antrieb (28) aufweist, der axial von einer äußere Stirnseite der Außenrotorglocke (12, 32) her durch mindestens eine Öffnung in der Außenrotorglocke (12, 32) hindurch zum Verdrehen des Sicherungselementes (24, 35) betätigbar ist, um das Sicherungselement (24, 35) in und/oder an dem Lagertragrohr (7, 8) mittels der Befestigungsmittel zu Montagezwecken festzulegen und/oder zu Demontagezwecken zu lösen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Außenläufermotor, insbesondere einen Lüftermotor, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 mit einem, bevorzugt Lüfterschaufeln tragenden Außenrotor, umfassend eine Außenrotorglocke und eine drehfest mit der Außenrotorglocke ausgebildete oder angeordnete Welle, die axial von einer äußeren Stirnseite eines Lagertragrohres in dieses hineinragt und gegenüber dem Innenumfang des Lagertragrohres über eine Lageranordnung drehbar gelagert ist, wobei am Außenumfang des Lagertragrohres ein mindestens eine bestrombare Wicklung aufweisender Innenstator angeordnet ist. Ferner betrifft die Erfindung eine Lüftervorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9 mit zwei axial benachbarten, insbesondere gegenläufig rotierbaren Lüftern, jeweils umfassend einen Außenläufermotor. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Montageverfahren für einen Außenläufermotor und/oder eine Lüftervorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 11 sowie ein Demontageverfahren gemäß Anspruch 15.
Außenläufermotoren für Lüfteranwendungen sind hinlänglich bekannt. Dabei umfassen die Außenläufermotoren in der Regel einen eine Außenrotorglocke umfassenden Außenrotor, welcher wiederum radial außen die Lüfterräder trägt. Die Außenrotorglocke hat dabei nicht nur die Aufgabe die Lüfterräder zu tragen, sondern dient auch zur magnetischen Flussleitung bzw. zum Schließen des magnetischen Kreises. Die Außenrotorglocke trägt in der Regel eine drehfest angeordnete Welle, die sich über eine Lageranordnung am Innenumfang eines Lagertragrohres abstützt, welches radial außen in axialer Richtung von der Außenglocke überragt ist. Am Außenumfang des Lagertragrohres befindet sich der bestrombare Innenstator. Insbesondere bei Applikationen, bei denen die Lageranordnung nicht von beiden Axialseiten her zugänglich ist, ist die Montage des Außenläufermotors erschwert. Dies ist beispielsweise der Fall bei hochperformanten Lüftervorrichtungen, bei denen in einen Strömungskanal zwei Lüfter, jeweils umfassend einen Außenläufermotor axial beabstandet bzw. Rücken an Rücken angeordnet sind.
Aus der DE 10 2004 003 044 A1 ist ein Außenläufermotor bekannt, zu dessen Montage es notwendig ist von der Innen- bzw. Rückseite her eine ringförmige Sicherungsscheibe mit Widerhakenabschnitten in einem Lagertragrohr zu montieren. Die bekannte Vorrichtung hat sich bewährt. Die Verwendung eines derartigen Außenläufermotors für Lüftervorrichtungen mit zwei Rücken an Rücken angeordneten Außenläufermotoren ist jedoch aus Montagegesichtspunkten problematisch. Nachteilig ist darüber hinaus, dass der bekannte Außenläufermotor nicht oder nur äußerst aufwendig demontierbar ist.
Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde einen, insbesondere als Lüftermotor geeigneten Außenläufermotor anzugeben, der von einer Außenseite, also einer Außenrotorwelleneinführseite her montierbar ist. Der Außenläufermotor soll insbesondere für den Einsatz in Lüftervorrichtungen mit zwei axial benachbarten, insbesondere gegenläufig rotierbaren Außenläufermotoren geeignet sein. Ferner besteht die Aufgabe darin, eine Lüftervorrichtung mit mindestens einem derartigen Außenläufermotor anzugeben, sowie ein vereinfachtes Montageverfahren für einen derartigen Außenläufermotor. Ferner besteht die Aufgabe in der Bereitstellung eines Demontageverfahrens.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich dieses Außenläufermotors mit den Merkmalen des Anspruchs 1, hinsichtlich der Lüftervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 9, hinsichtlich des Montageverfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 11 und hinsichtlich des Demontageverfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen. Zur Vermeidung von Wiederholungen sollen vorrichtungsgemäß offenbarte Merkmale als verfahrensgemäß offenbart gelten und beanspruchbar sein. Ebenso sollen verfahrensgemäß offenbarte Merkmale als vorrichtungsgemäß offenbart gelten und beanspruchbar sein.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, zum Ermöglichen einer Montierbarkeit des Außenläufermotors von einer Einsteckseite der Welle des Außenrotors in das Lagertragrohr her, die Lageranordnung in und/oder an dem Lagertragrohr mittels eines Sicherungselementes axial zu sichern, welches einen, insbesondere stirnseitigen, Antrieb aufweist, der axial von der Stirnseite der Außenrotorglocke her, durch mindestens eine Öffnung in der Außenrotorglocke (insbesondere in einem sich radial erstreckenden Außenrotorglockenboden) des Außenrotors hindurch betätigbar ist, um somit das Sicherungselement relativ zu dem Lagertragrohr zu verdrehen, um dadurch das Sicherungselement mit seinen Befestigungsmitteln an dem Lagertragrohr, insbesondere innerhalb des Lagertragrohrs, zu fixieren. Bevorzugt kann das Sicherungselement durch Verdrehen in die entgegengesetzte Richtung zu Demontagezwecken wieder gelöst werden. Anders ausgedrückt liegt der Erfindung der Gedanke zugrunde, die, vorzugsweise den magnetischen Fluss leitende Außenrotorglocke des Außenrotors mit mindestens einer stirnseitigen Öffnung zu versehen, durch die ein Antrieb des Sicherungselements her zugänglich ist, um somit das Sicherungselement durch Verdrehen, bevorzugt lösbar, fixieren und/oder lösen zu können, wobei je nach Ausgestaltung der Befestigungsmittel bei diesem Verdrehen aufgrund des Durchsetzens der Außenrotorglocke mittels des Werkzeugs der Außenrotor bevorzugt über das Werkzeug mitrotiert wird. Bevorzugt ist es, als Antrieb im Sicherungselement mehrere Öffnungen vorzusehen, die bevorzugt mit entsprechenden Öffnungen in der Außenrotorglocke zum Hindurchführen des Werkzeugs fluchten.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Gestaltung des Außenläufermotors ist es möglich und bevorzugt, das Lagertragrohr und/oder das Sicherungselement aus Metall, insbesondere aus Messing auszugestalten, wobei auch mindestens eines der vorgenannten Teile alternativ beispielsweise aus Kunststoff realisierbar ist. Es ist eine Ausführungsform des Außenläufermotors bevorzugt, bei welcher das an seinem Außenumfang den Innenstator mit seiner mindestens einen bestrombaren Wicklung aufweisende Lagertragrohr radial außerhalb des Innenstators in axialer Richtung umgriffen wird von der Außenrotorglocke, welche weiter bevorzugt an ihrem Außenumfang Lüfterschaufeln aufweist, die einteilig vorgesehen und daran fixiert sein können. Dabei weist die Außenrotorglocke bevorzugt einen Außenrotorglockenboden auf, der die Welle trägt und der axial benachbart zum dem Innenstator und dem Lagertragrohr angeordnet ist.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Außenläufermotors mit einem, bevorzugt ring- oder hülsenförmigen Sicherungselement, welches von einer Stirnseite der Außenrotorglocke her, durch diese hindurch mittels eines Werkzeugs verdrehbar ist, um das Sicherungselement im und/oder am Lagertragrohr festzulegen ist besonders vorteilhaft für die Verwendung in Lüftervorrichtungen mit zwei axial benachbarten, insbesondere gegenläufig rotierbaren oder alternativ in eine gemeinsame Umfangsrichtung rotierbaren, noch weiter bevorzugt in einem gemeinsamen Strömungskanal angeordneten Lüftern mit jeweils einem Außenläufermotor, wobei zumindest einer der Außenläufermotoren nach dem Konzept der Erfindung ausgebildet sein sollte, ganz besonders bevorzugt beide Außenläufermotoren. Bei derartigen Lüftervorrichtungen sind die Außenläufermotoren auf einfache Weise nur von ihrer jeweiligen Außenrotorglockenstirnseite her zugänglich, so dass sich gerade hier durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung zumindest eines der Außenläufermotoren eine wesentlich vereinfachte Montierbarkeit und/oder Demontierbarkeit ergibt, insbesondere wenn die Lagertragrohre der beiden Außenläufermotoren einteilig ausgebildet sind oder an einer Tragstruktur zum Stützen bzw. Tragen des Strömungskanals festgelegt sind. Besonders bevorzugt ist es, wenn bei einer solchen Lüftervorrichtung, wie bereits angedeutet, die Außenläufermotoren in einem gemeinsamen Strömungskanal angeordnet sind, der von einer nach radial innen ragenden Stützstruktur gestützt bzw. getragen wird, die entweder einteilig mit mindestens einem, vorzugsweise beiden Lagertragrohren ausgebildet ist oder die die Lagertragrohre trägt. Gerade bei einer solchen, besonders platzsparenden konstruktiven Auslegung bringt die erfindungsgemäße Ausgestaltung des oder der Außenläufermotors/en erhebliche Vorteile im Hinblick auf eine erleichterte Montierbarkeit und/oder Demontierbarkeit mit sich.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Außenläufermotors ermöglicht erstmals die Realisierung eines besonders einfachen Montage- sowie eines Demontageverfahrens, wobei bei dem Montageverfahren zunächst die Lageranordnung an der Welle der Außenrotorglocke montiert und daraufhin die so ausgestaltete Welle von der Außenseite her, d.h. bei einer Lüftervorrichtung mit zwei Außenläufermotoren von der dem benachbarten Außenläufer abgewandten Axialseite montiert werden kann, indem die Welle mit Lageranordnung von der Außenseite her in das Lagertragrohr eingeführt und in und/oder an diesem axial gesichert wird durch Betätigen bzw. Festlegen des Sicherungselementes von außen her durch die Außenrotorglocke hindurch. Konkret wird zur Realisierung des Verfahrens zunächst der Außenrotor mit seiner Außenrotorglocke und der daran festgelegten Welle bereitgestellt und das, insbesondere ring- oder hülsenförmige Sicherungselement wird axial auf die Welle aufgebracht, und zwar vom freien, von dem Außenrotorglockenboden abgewandten Wellenende her und so, dass es nachher durch die Außenrotorglocke bzw. mindestens eine Öffnung in der Außenrotorglocke hindurch zugänglich ist. Gleichzeitig oder nach dem Anordnen des Sicherungselements auf der Welle, ggf. nach weiteren Zwischenschritten, wird jedenfalls die Lageranordnung auf der Welle angeordnet und bevorzugt, wie später noch erläutert werden wird, weiterbildungsgemäß auf der von dem Sicherungselement abgewandten Seite an der Welle, insbesondere durch das Vorsehen eines Anschlags, beispielsweise eines Seegerrings gesichert. Jedenfalls wird die Welle mit Lageranordnung axial von einer Außenseite her, d.h. bei einer Lüftervorrichtung mit zwei Außenläufermotoren von der dem benachbarten Außenläufermotor abgewandeten Axialseite her eingeführt. Daraufhin wird das Sicherungselement im oder am Lagerrohr (unmittelbar oder mittelbar) durch Verdrehen des Betätigen eines Antriebs des Sicherungselements durch die Außenglocke hindurch fixiert.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Lageranordnung beim Einführen der Welle gegen einen, vorzugsweise am Lagertragrohr ausgebildeten Anschlag verstellt wird, bevorzugt mit dem Außenring eines Wälzlagers der Lageranordnung.
Ganz besonders bevorzugt ist es, wenn vor dem Einführen der Welle mit der darauf befindlichen Lageranordnung eine Feder auf der Welle angeordnet wird, die sich je nach bestimmungsgemäßer Rotationsrichtung des Rotors beispielsweise an der Außenrotorglocke oder alternativ an dem vorzugsweise auf der Welle vorgesehenen Anschlag axial abstützt, um somit die Lageranordnung mit einer Federkraft zu beaufschlagen. Besonders bevorzugt stützt sich die Feder, insbesondere eine Spiralfeder, axial an einem Innenring der Wälzlageranordnung ab. Bevorzugt wird, wie bereits angedeutet, die axiale Position der Feder in Abhängigkeit der Rotationsrichtung des Außenrotors gewählt, und zwar derart, dass die Lageranordnung durch den erzeugten Schub bei der Rotation in Richtung Feder verstellt wird.
Weiterbildungsgemäß kann Teil des Verfahrens auch die Außenrotormontage, bevorzugt vor dem Aufbringen des Sicherungselements auf die Welle sein, wobei hierzu bevorzugt die Flügel am Außenumfang der Außenrotorglocke fixiert werden und die Welle an der Außenrotorglocke, beispielsweise durch Einpressen, Verschrauben oder sonstige Befestigungsarten fixiert wird. Teil des Verfahrens kann auch die Anordnung mindestens eines Permanentmagneten bevorzugt am Innenumfang der Außenrotorglocke sein in einem dem Innenstator in axialer Richtung radial außen überlappenden Bereich (Innenmantelbereich) der Außenrotorglocke.
Bei dem Demontageverfahren können vorgenannte Schritte in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt werden. Wesentlicher Bestandteil ist jedenfalls das Bereitstellen eines nach dem Konzept der Erfindung ausgebildeten Außenläufermotors, insbesondere als Bestandteil einer zuvor beschriebenen Lüftervorrichtung und Lösen des Sicherungselements vom Lagerrohr durch Verdrehen des Betätigen eines Antriebs des Sicherungselementes von einer Außenseite der Außenrotorglocke her durch diese hindurch.
Grundsätzlich ist es möglich, durch eine geeignete Ausbildung der Befestigungsmittel das Sicherungselement stirnseitig unmittelbar oder mittelbar am Lagerrohr festzulegen oder unmittelbar oder mittelbar am Außenumfang des Lagertragrohrs. Besonders bevorzugt ist es jedoch zur Reduzierung der axialen und radialen Bauhöhe, das Sicherungselement, insbesondere durch Verschrauben oder durch Betätigen eines Bajonettverschlusses innerhalb des Lagertragrohrs zu fixieren.
Im Hinblick auf die konkrete Ausgestaltung des Sicherungselementes gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. Bevorzugt ist dieses ring- oder hülsenförmig ausgebildet und weist jedenfalls die Befestigungsmittel auf, die mittelbar oder unmittelbar mit dem Lagertragrohr in verdrehende fixierende oder lösende Wechselwirkung treten können. Im einfachsten und bevorzugten Fall handelt es sich dabei um ein Gewinde, insbesondere ein Außengewinde (alternativ beispielsweise um ein Innengewinde zum Festlegen am Außenumfang des Lagertragrohrs oder um den Bestandteil eines Bajonettverschlusses).
Besonders zweckmäßig ist es, wenn der Antrieb, insbesondere mindestens zwei in Umfangsrichtung beabstandete Öffnungen stirnseitig im Sicherungselement vorgesehen sind, wobei es besonders zweckmäßig ist, wenn das Sicherungselement einen den Antrieb aufweisenden Kragen- oder Flanschabschnitt aufweist, der axial zwischen der Stirnseite der Außenrotorglocke und dem Lagertragrohr angeordnet ist und welcher durch die Außenrotorglocke hindurch zugänglich ist. Durch das Vorsehen des vorerwähnten Kragenabschnittes wird zum einen ausreichend Raum für den Antrieb geschaffen und darüber hinaus kann durch die radial weitere Beabstandung von der Welle ein größeres Drehmoment zum Fixieren oder Lösen des Sicherungselementes aufgebracht werden.
In Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass an der von dem Sicherungselement abgewandten Seite der Lageranordnung ein, bevorzugt, beispielsweise als Ringschulter, am Lagerrohr ausgebildeter und/oder angeordneter Axialanschlag zum axialen Abstützen der Lageranordnung vorgesehen ist. Bevorzugt stützt sich die Lageranordnung mit einem Außenring eines Wälzlagers der Lageranordnung an dem Axialanschlag ab.
Bevorzugt ist zusätzlich zu dem vorerwähnten Axialanschlag ein Axialanschlag an der Welle vorgesehen, insbesondere festgelegt, insbesondere in Form eines Seegerrings, an dem sich die Lageranordnung auf der von dem Sicherungselement abgewandten Seite abstützen kann, insbesondere mittels eines Wälzlagerinnenrings. Anstelle eines Seegerings kann beispielsweise auch ein Splint oder ein Schnappring vorgesehen werden; wesentlich ist die axiale Sicherung auf der Welle.
Wie eingangs erwähnt ist es besonders bevorzugt, wenn das Sicherungselement hülsen- oder ringförmig ausgebildet ist und somit eine Durchgangsöffnung aufweist, die von der Außenrohrglocke und/oder der Welle durchsetzt ist, wobei die Welle relativ zu dem Sicherungselement verdrehbar ist, beispielsweise indem zwischen der Welle und dem Sicherungselement, insbesondere dem Innenumfang der Durchgangsöffnung des Sicherungselementes und/oder zwischen der Außenrotorglocke und dem Sicherungselement, insbesondere dem Innenumfang der Durchgangsöffnung eine Spielpassung realisiert ist.
Auch im Hinblick auf die konkrete Ausgestaltung des, insbesondere stirnseitigen Antriebs des Sicherungselementes gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. Wesentlich ist, dass dieser so ausgestaltet ist, dass über diesen ein das Sicherungselement verdrehendes Drehmoment mittels eines die Außenrotorglocke zu Montage- oder Demontagezwecken durchsetzenden Werkzeuges aufgebracht werden kann. Besonders zweckmäßig ist es, wenn der Antrieb eine entsprechende Eingriffsgeometrie, insbesondere in Form von mindestens zwei in Umfangsrichtung versetzt angeordneten Vertiefungen aufweist, ganz besonders bevorzugt in Form von drei gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt angeordneten Vertiefungen. Besonders zweckmäßig ist es, wenn den, vorzugsweise als Durchgangsöffnungen ausgebildeten Vertiefungen jeweils eine Öffnung in der Stirnseite der Außenrotorglocke zugeordnet ist, wobei – in Abhängigkeit des Drehwinkels der Außenrotorglocke relativ zu dem Sicherungselement – diese Öffnungen mit den Eingriffsgeometrien im Sicherungselement fluchten.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn der Lageranordnung eine, beispielsweise als Spiralfeder ausgebildete Feder zugeordnet ist, um die Lageranordnung mit einer axialen Federkraft zu beaufschlagen. Dabei kann sich die Feder beispielsweise an der Außenrotorglocke abstützen und hierzu bevorzugt zumindest ein Stück weit axial innerhalb des Sicherungselementes angeordnet sein. Hierbei kann die Feder vor oder nach dem Sicherungselement auf die Welle aufgebracht werden. Auch ist es denkbar, die Feder an dem vorerwähnten, insbesondere als Seegerring ausgebildeten Anschlag an der Welle abzustützen.
Auch im Hinblick auf die konkrete Ausgestaltung der Lageranordnung gibt es unterschiedliche Realisierungsmöglichkeiten. Diese umfasst bevorzugt mindestens ein Wälzlager, welches noch weiter bevorzugt einen Außenring und einen Innenring umfasst, der über Wälzkörper beabstandet ist, wobei bevorzugt der Innenring an der Welle und der Außenring am Innenumfang des Lagertragrohrs angeordnet ist. Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Lageranordnung zwei derartige Wälzlager umfasst, die noch weiter bevorzugt axial über eine Distanzhülse beabstandet angeordnet sind.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt in der einzigen 1 eine geschnittene, ausschnittsweise Darstellung einer sogenannten Counter-Rotating-Lüftervorrichtung mit zwei gegenläufig rotierbaren Lüftern, jeweils umfassend einen nach dem Konzept der Erfindung ausgebildeten Außenläufermotor.
In der einzigen 1 ist der innere Bereich einer Lüftervorrichtung 1 mit zwei axial benachbarten Außenläufermotoren 2, 3 gezeigt, welche gegenläufig rotierbar sind, um somit den Drall des erzeugten Luftstroms auszugleichen und dadurch den Wirkungsgrad zu optimieren. Beide Außenläufermotoren 2, 3 sind in einem diese radial außen umgebenden, axial durchgehenden Strömungskanal 4 angeordnet, der radial außen vom Innenumfang eines nicht gezeigten Rohrkörpers begrenzt ist, welcher über in Umfangsrichtung beabstandete und nach radial innen verlaufende Streben abgestützt ist. Die Streben erstrecken sich nach radial innen zu einer inneren Stützstruktur 6, welche die hier beispielhaft einteilig ausgebildeten Lagertragrohre 7, 8 der Außenläufermotoren 2, 3 umfasst. Bevorzugt sind der Rohrkörper und die Stützstruktur einteilig ausgebildet.
Der Einfachheit halber wird im Folgenden der Aufbau des in der Zeichnungsebene oberen Außenläufermotors 2 beschrieben, wobei der Aufbau des in der Zeichnungsebene unteren Außenläufermotors 3 in weiten Teilen identisch ist – auf die wenigen Unterschiede wird später noch eingegangen.
Der Außenläufermotor 2 umfasst einen Außenrotor 9, der relativ zu einem bestrombare Wicklungen tragenden Innenstator 10 rotierbar ist. Der Außenrotor 9 trägt zur elektromagnetischen Wechselwirkung mit dem Innenstator 10 Permanentmagnete 11.
Der Außenrotor 9 umfasst eine glockenförmige (topfförmige) Außenrotorglocke 12, die an ihrem Außenumfang, nur ausschnittsweise dargestellte Lüfterschaufeln 13 trägt. Die Außenrotorglocke 12 überlappt radial außen den Innenstator 10 in axialer Richtung und umfasst einen Glockenboden 14, der eine axiale Stirnseite der Außenrotorglocke bildet. An dieser ist drehfest eine Welle 15 festgelegt, über welche der Außenrotor 9 drehbar innerhalb des Lagertragrohrs 7 gelagert ist. Die Außenrotorglocke 12 hat mehrere Funktionen. Zum einen trägt sie die Permanentmagnete zur Wechselwirkung mit dem Innenstator 10 sowie die Lüfterschaufeln 13 zum Erzeugen des Luftstroms. Darüber hinaus ist sie Träger der Welle 15 zur verdrehbaren Lagerung des Außenrotors und zudem dient sie als magnetischer Flussleiter zum Leiten des magnetischen Flusses in radialer und auch in axialer Richtung.
Die rotierbare Lagerung der Welle 15 ist über eine Lageranordnung 16 realisiert, die von der Welle 15 durchsetzt ist. Die Lageranordnung 16 umfasst zwei axial beabstandete Wälzlager 17, 18, jeweils umfassend einen Außenring und einen Innenring, die über Wälzkörper 19 radial beabstandet sind.
Die beiden Wälzlager 17, 18 sind über eine Distanzhülse 20 axial voneinander beabstandet.
Wie sich aus 1 ergibt, stützt sich die Lageranordnung axial auf einer von dem Glockenboden 14 abgewandeten Axialseite an einem Axialanschlag 21 innerhalb des Lagertragrohrs 7 ab, welcher einteilig mit dem Lagertragrohr 7 ausgebildet und als Ringschulter realisiert ist. Dabei liegt die Lageranordnung 16 mit dem Außenring des in der Zeichnungsebene unteren Wälzlagers der Wälzlageranordnung 16 an dem Axialanschlag 21 an.
Mit dem zugehörigen Innenring stütz sich die Lageranordnung ab an einem an der Welle ausgebildeten Anschlag 22, der als Seegerring realisiert ist und zwar nur mittelbar über eine Feder 23, die axial zwischen dem Anschlag 22 und dem Innenring der Lageranordnung 16 vorgesehen ist.
Auf der nach außen gewandten Seite stützt sich die Lageranordnung 16 an einem hülsenförmigen Sicherungselement 24 ab, welches über ein Außengewinde 25 mit einem zugehörigen Innengewinde 26 des Lagertragrohrs 7 verschraubt ist, um somit die Lageranordnung 16 innerhalb des Lagertragrohrs zu fixieren. Eine Durchgangsöffnung 27 des Sicherungselementes wird dabei von der Welle 15 und einer Aufnahme der Außenrotorglocke 12 für die Welle 15 durchsetzt bzw. letztere ragt in diese Durchgangsöffnung mit Radialspiel ein.
Das Sicherungselement 24 umfasst einen stirnseitigen Antrieb 28, hier beispielhaft in Form von drei gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt angeordneten auf demselben Radius sitzenden Öffnungen, die durch nicht gezeigte Öffnungen in der Außenrotorglocke hindurch von der Außenseite 29 der Außenrotorglocke 12 her mittels eines entsprechenden Werkzeugs zugänglich sind, um somit ein Drehmoment zum Fixieren oder Lösen des Sicherungselementes 24 in dieses einzubringen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel befindet sich der Antrieb 28 beispielhaft in einem endseitigen Ringkragen 30 des Sicherungselementes 24, der axial außerhalb des Lagertragrohrs 7 angeordnet ist und sich axial zwischen dem Lagertragrohr 7 und dem Außenglockenboden 14 befindet.
Der einzige Unterschied zwischen dem in der Zeichnungsebene oberen Außenläuferrotor 2 und in der Zeichnungsebene unteren Außenläuferrotor 3 besteht darin, dass sich eine Feder 31 im unteren Außenläuferrotor 3 nicht an dem Anschlag der Welle abstützt sondern an der zugehörigen Außenrotorglocke 32, genauer an einem nach axial innen ragenden Fortsatz 33, in dem die zugehörige Welle 34 gehalten ist.
Jedenfalls sind beide Außenläuferrotoren 2, 3 von der jeweiligen axialen Außenseite her montierbar und demontierbar durch eine entsprechende Betätigung des jeweiligen Sicherungselementes 24, 35 durch die jeweilige Außenrotorglocke 12, 32, genauer den jeweiligen Außenglockenboden hindurch.
Zur Montage des Außenglockenrotors 2 wird bevorzugt zunächst der Außenrotor 9 fertig gestellt, insbesondere indem die Lüfterschaufeln 13 und die Permanentmagnete 11 angeordnet und die Welle 15 in der Außenrotorglocke 12 fixiert wird. Jedenfalls wird der Außenrotor 7 mit Außenrotorglocke 12 und Welle 15 bereitgestellt. Alternativ ist es auch denkbar, die Welle einteilig mit Außenrotorglocke auszubilden. Dann wird das Sicherungselement 24 auf die Welle aufgebracht und zwar von einem freien Wellenende 36 her. Daraufhin wird das Wälzlager 17, dann die Distanzhülse 20 und dann das Wälzlager 18 aufgebracht, sodann die Feder 23. Die Teile werden vom freien Wellenende her, welches von dem Außenrotorglockenboden (Stirnseite der Außenglocke) abgewandt ist aufgeschoben. Das ganze Paket wird daraufhin axial gesichert mittels des Anschlags 22 an der Welle 15.
Der so mit der Lageranordnung 16 ausgestattete Außenrotor 9 wird mit seiner Welle von der Außenseite her, d.h. von der von dem in der Zeichnungsebene unteren Außenläufermotor 3 abgewandten Seite her in das Lagertragrohr 7 eingeschoben, woraufhin dann durch die Außenrotorglocke 12 hindurch der Antrieb 28 mittels eines Werkzeugs betätigt wird und dadurch das Sicherungselement an dem Lagertragrohr 7, hier beispielhaft durch Verschrauben fixiert wird. Zur Demontage kann in umgekehrter Reihenfolge vorgegangen werden. Nach der Montage kann der Außenrotor 9 frei mit seiner Welle relativ zum Lagertragrohr 7 und damit zum Innenstator 10 rotieren.
Bezugszeichenliste

1: Lüftervorrichtung
2: Außenläufermotor
3: Außenläufermotor
4: Strömungskanal
5: Streben
6: Stützstruktur
7: Lagertragrohr
8: Lagetragrohr
9: Außenrotor
10: Innenstator
11: Permanentmagnete
12: Außenrotorglocke
13: Lüfterschaufeln
14: Glockenboden
15: Welle
16: Lageranordnung
17: Wälzlager
18: Wälzlager
19: Wälzkörper
20: Distanzhülse
21: Axialanschlag
22: Anschlag
23: Feder
24: Sicherungselement
25: Außengewinde
26: Innengewinde
27: Durchgangsöffnung
28: Antrieb
29: Außenseite
30: Ringkragen
31: Feder
32: Außenrotorglocke
33: Fortsatz
34: Welle
35: Sicherungselement
36: freies Ende

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102004003044 A1 [0003]

Claims

Außenläufermotor, insbesondere Lüftermotor, mit einem, bevorzugt Lüfterschaufeln (13) tragenden, Außenrotor (9), umfassend eine Außenrotorglocke (12, 32) und eine drehfest mit der Außenrotorglocke (12, 32) ausgebildete oder angeordnete Welle (15, 34), die axial von einer äußeren Stirnseite eines Lagertragrohres (7, 8) in dieses hineinragt und gegenüber dem Innenumfang des Lagetragrohres über eine Lageranordnung (16) drehbar gelagert ist, wobei am Außenumfang des Lagertragrohres (7, 8) ein mindestens eine bestrombare Wicklung aufweisender Innenstator (10) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Lageranordnung (16) zur axialen Sicherung ein Befestigungsmittel aufweisendes Sicherungselement (24, 35) zugeordnet ist, welches einen Antrieb (28) aufweist, der axial von einer äußere Stirnseite der Außenrotorglocke (12, 32) her durch mindestens eine Öffnung in der Außenrotorglocke (12, 32) hindurch zum Verdrehen des Sicherungselementes (24, 35) betätigbar ist, um das Sicherungselement (24, 35) in und/oder an dem Lagertragrohr (7, 8) mittels der Befestigungsmittel zu Montagezwecken festzulegen und/oder zu Demontagezwecken zu lösen.
Außenläufermotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel ein Gewinde oder einen Bajonettverschlussabschnitt ein umfassen oder als solches bzw. solcher ausgebildet sind, um mit einem, vorzugsweise am Lagertragrohr (7, 8) ausgebildeten und/oder angeordneten, Gegengewinde bzw. Gegenbajonettverschlussabschnitt zusammenzuwirken.
Außenläufermotor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der von dem Sicherungselement (24, 35) abgewandten Seite der Lageranordnung (16) ein, bevorzugt am Lagertragrohr (7, 8) ausgebildeter und/oder angeordneter Axialanschlag (21), insbesondere eine Ringschulter, zum axialen Abstützen der Lageranordnung (16), insbesondere eines Wälzlageraußenrings, vorgesehen ist.
Außenläufermotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der von dem Sicherungselement (24, 35) abgewandten Seite der Lageranordnung (16) ein an der Welle (15, 34) angeordneter Axialanschlag (21), insbesondere ein Seegering, zum axialen Abstützen der Lageranordnung (16), insbesondere eines Wälzlageinnenrings, vorgesehen ist.
Außenläufermotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenrotorglocke (12, 32) und/oder die Welle (15, 34) eine Durchgangsöffnung (27) des Sicherungselementes (24, 35) durch setzt und dass die Welle (15, 34) relativ zu dem Sicherungselement (24, 35) verdrehbar ist, insbesondere in dem zwischen Welle (15, 34) und/oder Außenrotorglocke (12, 32) und dem Sicherungselement (24, 35) eine Spielpassung vorgesehen ist.
Außenläufermotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (28) stirnseitig im oder am Sicherungselement (24, 35) vorgesehen ist und mindestens zwei Eingriffsgeometrien, insbesondere zwei Vertiefungen, zum Zusammenwirken mit einem Werkzeug aufweist.
Außenläufermotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lageranordnung (16) eine, sich insbesondere an der Außenrotorglocke (12, 32) oder einen Anschlag (22) axial abstützende, Feder (23, 31) zugeordnet ist, die die Lageranordnung (16), insbesondere über einen Wälzlagerinnenring mit einer axialen Federkraft beaufschlagt, wobei die Feder (23, 31) bevorzugt so angeordnet ist, dass die Lageranordnung (16) bei Rotation des Außenrotors (9) axial gegen die Feder (23, 31) verstellt wird.
Außenläufermotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageranordnung (16) mindestens ein, insbesondere einen über Wälzkörper (19) von einem Innenring beabstandeten Außenring umfassendes, Wälzlager (17, 18), vorzugsweise zwei über eine Distanzhülse (20) axial beabstandete Wälzlager (17, 18) aufweist.
Lüftervorrichtung mit zwei axial benachbarten, insbesondere gegenläufig rotierbaren bevorzugt in einem gemeinsamen Strömungskanal (4) angeordneten, Lüftern, jeweils umfassend einen Außenläufermotor (2, 3), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Außenläufermotoren (2, 3), bevorzugt beide Außenläufermotoren (2, 3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist/sind.
Lüftervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagertragrohre (7, 8) der Lüfter einteilig ausgebildet oder fest relativ zueinander angeordnet, insbesondere miteinander verbunden, sind und dass in jedem Lüftertragrohr ein Sicherungselement (24, 35) festlegbar ist und dass die Sicherungselemente (24, 35) von voneinander abgewandten äußeren Stirnseiten der Lagertragrohre (7, 8) jeweils durch eine Außenrotorglocke (12, 32) hindurch zum Fixieren und/oder Lösen verdrehbar sind.
Verfahren zur Montage eines Außenläufermotors (2, 3) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und/oder zum Montieren mindestens eines Außenläufermotors (2, 3), bevorzugt beider Außenläufermotoren (2, 3), einer Lüftervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, gekennzeichnet durch die Schritte: • Bereitstellen einen Außenrotor (9) mit einer Außenrotorglocke (12, 32) und einer Welle (15, 34), • Anordnen, insbesondere durch Aufschieben, des Sicherungselementes (24, 35) auf der Welle (15, 34), • Anordnen der Lageranordnung (16) auf der Welle (15, 34), • Einführen der Welle (15, 34) mit Sicherungselement (24, 35) und Lageranordnung (16) in ein bereitgestelltes Lagertragrohr (7, 8), • Fixieren des Sicherungselementes (24, 35) im und/oder am Lagertragrohr (7, 8) durch verdrehendes Betätigen eines Antriebs (28) des Sicherungselementes (24, 35) von einer äußere Stirnseite der Außenrotorglocke (12, 32) her durch die Außenrotorglocke (12, 32) hindurch.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageranordnung (16) beim Einführen gegen einen Anschlag (22), insbesondere des Lagertragrohres (7, 8) verstellt wird.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageranordnung (16) durch das Anbringen eines Anschlages (22) an der Welle (15, 34) vor dem Einführen axial gesichert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Einführen eine Feder (23, 31) auf der Welle (15, 34) angeordnet wird, die sich bevorzugt axial an der Außenrotorglocke (12, 32) oder dem Anschlag (22) auf der Welle (15, 34) abstützt um, die Lageranordnung (16) mit einer Federkraft zu beaufschlagen.
Verfahren zur Demontage eines Außenläufermotors (2, 3) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und/oder zum Demontieren mindestens eines Außenläufermotors (2, 3), bevorzugt beider Außenläufermotoren (2, 3), einer Lüftervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, gekennzeichnet durch die Schritte: • Bereitstellen des Außenläufermotors (2, 3), • Lösen des Sicherungselementes (24, 35) vom Lagertragrohr (7, 8) durch verdrehendes Betätigen eines Antriebs (28) des Sicherungselementes (24, 35) von einer äußeren Stirnseite der Außenrotorglocke (12, 32) her durch die Außenrotorglocke (12, 32) hindurch.