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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Seitenkanalgebläse, das beispielsweise in einem brennstoffbetriebenen Fahrzeugheizgerät dazu eingesetzt werden kann, die zur Verbrennung mit dem Brennstoff erforderliche Luft in eine Brennkammer zu fördern.
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Aus der
DE 10 2005 046 715 A1 ist ein Seitenkanalgebläse für ein Fahrzeugheizgerät bekannt, bei welchem in einem Gebläsegehäuse ein Gebläsemotor angeordnet ist. Der Gebläsemotor ist an dem Gebläsegehäuse derart getragen, dass er bezüglich eines eine Stirnseite des Gebläsegehäuses bereitstellenden Wandungsbereichs an einer von dieser Stirnseite abgewandten Rückseite positioniert ist. An der Stirnseite ist ein ringartiger Förderkanal vorgesehen, der von einem an einer Rotorwelle einer Rotoranordnung des Elektromotors getragenen Förderrad axial überdeckt ist. Eine Rotoranordnung des Gebläsemotors ist in Richtung einer Rotordrehachse bezüglich einer am Gebläsegehäuse getragenen Statoranordnung axial zentriert angeordnet. An beiden axialen Seiten der Statoranordnung ist eine Rotorwelle der Rotoranordnung über jeweilige Lagerbaugruppen bezüglich des Gebläsegehäuses drehbar gelagert.
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Die
DE 10 2011 006 487 A1 offenbart ein Seitenkanalgebläse, bei welchem der Gebläsemotor bezüglich einer den Förderkanal aufweisenden Gehäusewandung des Gebläsegehäuses an der Seite angeordnet ist, zu welcher der Förderkanal axial offen ist. Bei dieser Anordnung ist, anders als bei dem aus der
DE 10 2005 046 715 A1 bekannten Aufbau, der Förderkanal in Richtung auf die Statoranordnung zu axial offen ausgebildet.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Seitenkanalgebläse, insbesondere für ein Fahrzeugheizgerät, vorzusehen, welches insbesondere im Drehbetrieb eines Förderrads desselben eine definierte axiale Positionierung des Förderrads bezüglich eines Gebläsegehäuses aufweist.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Seitenkanalgebläse, insbesondere für ein Fahrzeugheizgerät, umfassend
- – ein Gebläsegehäuse,
- – einen Gebläsemotor mit einer bezüglich des Gebläsegehäuses fest getragenen Statoranordnung und einer durch wenigstens eine Lagerbaugruppe bezüglich des Gebläsegehäuses um eine Rotordrehachse drehbar getragenen Rotoranordnung mit einer Rotorwelle,
- – ein einer Stirnseite des Gebläsegehäuses axial gegenüberliegendes und einen an der Stirnseite des Gebläsegehäuses in Richtung von der Statoranordnung weg axial offen ausgebildeten ringartigen Förderkanal überdeckendes Förderrad,
wobei das Förderrad mit der Rotorwelle zur gemeinsamen Drehung um die Rotordrehachse gekoppelt ist,
wobei die wenigstens eine Lagerbaugruppe ein eine Axialbewegung der Rotoranordnung und des Förderrads zulassendes Lagerspiel aufweist, wobei in einer ersten axialen Endposition der Rotoranordnung bezüglich des Gebläsegehäuses das Förderrad einen minimalen Abstand zur Stirnseite des Gebläsegehäuses aufweist und in einer zweiten axialen Endposition der Rotoranordnung bezüglich des Gebläsegehäuses das Förderrad einen maximalen Abstand zur Stirnseite des Gebläsegehäuses aufweist, wobei eine Vorspannanordnung zum axialen Vorspannen der Rotoranordnung in Richtung auf eine der Endpositionen zu vorgesehen ist, wobei die Vorspannanordnung den Gebläsemotor umfasst.
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Bei dem erfindungsgemäßen Seitenkanalgebläse ist durch den eine Vorspannanordnung bereitstellenden Gebläsemotor dafür gesorgt, dass aufgrund der durch diesen generierten axialen Vorspannung der Rotoranordnung diese und damit auch das mit der Rotoranordnung zur gemeinsamen Drehung gekoppelte Förderrad eine durch diese Vorspannung hervorgerufene definierte Positionierung aufweist, insbesondere dann, wenn der Gebläsemotor durch Erregen der Statoranordnung desselben durch Anlegen einer Spannung in Betrieb ist. Zusätzliche, durch mechanische Interaktion eine Vorspannung generierende Baugruppen sind zum Erzeugen dieser Vorspannwirkung nicht erforderlich.
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Vorteilhafterweise ist durch die Vorspannanordnung die Rotoranordnung in Richtung zweite axiale Endposition vorgespannt. In dieser zweiten axialen Endposition weist unter Berücksichtigung des vorhandenen Lagerspiels das Förderrad seinen maximalen Abstand zum Gebläsegehäuse auf, so dass aufgrund des so gebildeten Spalts zwischen dem Gebläsegehäuse und dem Förderrad einerseits übermäßige Leckageverluste vermieden werden, andererseits ein bei zu geringer Spaltbreite entstehendes Motorpfeifen vermieden werden kann.
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Gemäß einem besonders vorteilhaften Aspekt des erfindungsgemäßen Seitenkanalgebläses ist die Rotoranordnung bezüglich der Statoranordnung derart axial positioniert, dass bei Erregung der Statoranordnung eine die Rotoranordnung in Richtung auf die eine axiale Endposition zu beaufschlagende Magnetkraftwechselwirkung zwischen der Statoranordnung und der Rotoranordnung erzeugt wird.
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Die durch Magnetkraftwechselwirkung generierte Vorspannung in Richtung zu einer der axialen Endpositionen, insbesondere der zweiten axialen Endposition, kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Rotoranordnung einen in Richtung der Rotordrehachse sich erstreckenden Rotor-Magnetkraftwechselwirkungsbereich aufweist, dass die Statoranordnung einen in Richtung der Rotordrehachse sich erstreckenden Stator-Magnetkraftwechselwirkungsbereich aufweist, und dass wenigstens bei Positionierung der Rotoranordnung in der anderen axialen Endposition eine axiale Längenmitte des Rotor-Magnetkraftwechselwirkungsbereichs bezüglich einer axialen Längenmitte des Stator-Magnetkraftwechselwirkungsbereich axial um eine Versatzlänge versetzt ist.
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Vorzugsweise ist dabei die Versatzlänge größer oder gleich dem Lagerspiel. Es ist somit sichergestellt, dass der Rotor-Magnetkraftwechselwirkungsbereich und der Stator-Magnetkraftwechselwirkungsbereich nicht in eine bezüglich einander axial ausgerichtete Positionierung gelangen, in welcher keine Axialkraft mehr auf die Rotoranordnung wirkt, bevor diejenige Endposition, auf welche die Rotoranordnung zu vorgespannt ist, erreicht wird.
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Bei einer zur Erzeugung einer effizienten Magnetkraftwechselwirkung zwischen der Statoranordnung und der Rotoranordnung vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass eine axiale Länge des Stator-Magnetkraftwechselwirkungsbereichs im Wesentlichen einer axialen Länge des Rotor-Magnetkraftwechselwirkungsbereichs entspricht, und dass ein von der Stirnseite entfernter axialer Endbereich des Rotor-Magnetkraftwechselwirkungsbereichs bezüglich eines von der Stirnseite entfernten axialen Endbereichs des Stator-Magnetkraftwechselwirkungsbereichs wenigstens bei in der anderen axialen Endposition positionierter Rotoranordnung axial versetzt ist.
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Eine alternative Ausgestaltungsform kann vorsehen, dass eine axiale Länge des Stator-Magnetkraftwechselwirkungsbereichs größer ist als eine axiale Länge des Rotor-Magnetkraftwechselwirkungsbereichs, und dass wenigstens bei in der anderen axialen Endposition positionierter Rotoranordnung ein von der Stirnseite entfernter axialer Endbereich des Rotor-Magnetkraftwechselwirkungsbereichs bezüglich eines von der Stirnseite entfernten axialen Endbereichs des Stator-Magnetkraftwechselwirkungsbereichs nicht in Richtung von der Stirnseite weg versetzt ist oder ein der Stirnseite naher axialer Endbereich des Rotor-Magnetkraftwechselwirkungsbereichs bezüglich eines der Stirnseite nahen axialen Endbereichs des Stator-Magnetkraftwechselwirkungsbereichs nicht in Richtung auf die Stirnseite zu versetzt ist.
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Zur Erzeugung einer effektiven Wechselwirkung zwischen der Rotoranordnung und der Statoranordnung wird vorgeschlagen, dass der Rotor-Magnetkraftwechselwirkungsbereich einen Rotorplattenstapel mit einer Mehrzahl von in Richtung der Rotordrehachse aufeinanderfolgenden Rotorplatten, vorzugsweise aus Metallmaterial, und wenigstens einen, vorzugsweise eine Mehrzahl von an den Rotorplatten getragenen Permanentmagneten umfasst, oder/und dass der Stator-Magnetkraftwechselwirkungsbereich einen Statorplattenstapel mit einer Mehrzahl von in Richtung der Rotordrehachse aufeinanderfolgenden Statorplatten, vorzugsweise aus Metallmaterial, und eine, vorzugsweise eine Mehrzahl von elektrisch erregbaren Statorwicklungen umfasst.
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Da im Wesentlichen die Länge des Rotorplattenstapels bzw. die Länge des Statorplattenstapels diejenigen Längenbereiche definieren, welche für die Erzeugung einer Magnetkraftwechselwirkung besonders effektiv sind, wird weiter vorgeschlagen, dass eine axiale Länge des Rotorplattenstapels im Wesentlichen eine axiale Länge des Rotor-Magnetkraftwechselwirkungsbereichs definiert, oder/und dass eine axiale Länge des Statorplattenstapels im Wesentlichen eine axiale Länge des Stator-Magnetkraftwechselwirkungsbereichs definiert.
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Der Gebläsemotor kann beispielsweise ein Innenläufermotor sein. Um eine stabile Lagerung für die Rotorwelle vorsehen zu können, wird weiter vorgeschlagen, dass die Rotorwelle axial beidseits der Statoranordnung bezüglich des Gebläsegehäuses jeweils durch eine Lagerbaugruppe drehbar getragen ist.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeugheizgerät mit einem derart aufgebauten Seitenkanalgebläse.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Figuren detailliert beschrieben. Es zeigt:
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1 eine Längsschnittansicht eines aus dem Stand der Technik bekannten Seitenkanalgebläses;
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2 einen gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung aufgebauten Gebläsemotor für ein Seitenkanalgebläse im Längsschnitt;
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3 eine Detailansicht des Gebläsemotors der 2 im Bereich der radial ineinander gestaffelt angeordneten Statoranordnung und in Rotoranordnung;
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4 eine der 2 entsprechende Darstellung eines Gebläsemotors einer alternativen Ausgestaltungsart;
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5 eine der 3 entsprechende Darstellung eines Ausgestaltungsdetails des Gebläsemotors der 4.
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Bevor im Folgenden mit Bezug auf die
2 bis
4 Ausgestaltungsformen eines erfindungsgemäß aufgebauten Gebläsemotors beschrieben werden, wird nachfolgend mit Bezug auf die
1 der Aufbau eines Seitenkanalgebläses beschrieben, wie es beispielsweise in der
DE 10 2005 046 715 A1 offenbart ist. Es ist darauf hinzuweisen, dass der mit Bezug auf die
1 beschriebene grundsätzliche Aufbau eines Seitenkanalgebläses auch bei einem Seitenkanalgebläse realisiert sein kann, bei welchem ein erfindungsgemäß aufgebauter Gebläsemotor zum Einsatz kommt. Es werden daher nachfolgend mit Bezug auf die
2 bis
4 für einander hinsichtlich Funktion bzw. Aufbau entsprechende Baugruppen gleiche Bezugszeichen verwendet, wie in der
1.
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Das in 1 dargestellte Seitenkanalgebläse 10 umfasst ein Gebläsegehäuse 12 mit einer eine Stirnseite 14 bereitstellenden Gehäusewandung 16. In der Stirnseite 14 ist ein um eine Rotordrehachse R eines allgemein mit 18 bezeichneten Gebläsemotors 18 ringartig umlaufender Förderkanal 20 derart vorgesehen, dass er an der Stirnseite 14 in Richtung der Rotordrehachse R vom Gebläsemotor 18 weg axial offen ist. In einem nicht dargestellten Unterbrecherbereich ist der Förderkanal auch zum Bereitstellen eines Auslasses in Umfangsrichtung unterbrochen.
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Der Gebläsemotor 18 ist in einem Motorgehäuse 22 angeordnet, welches in dem in 1 dargestellten Ausgestaltungsbeispiel mit der Gehäusewandung 16 integral ausgebildet ist. Der Gebläsemotor 18 umfasst eine Statoranordnung 24, welche an einer Innenseite des Motorgehäuses 22 fest getragen ist. Ferner umfasst der Gebläsemotor 18 eine Rotoranordnung 26, welche innerhalb der Statoranordnung 24 angeordnet ist und eine in Richtung der Rotordrehachse R langgestreckte und um diese drehbare Rotorwelle 28 aufweist.
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Durch eine an der Gehäusewandung 16 getragene Lagerbaugruppe 30 und eine an einem Gehäusedeckel 32 des Motorgehäuses 22 getragene Lagerbaugruppe 34 ist die Rotorwelle 28 axial beidseits der Statoranordnung 24 und der Rotoranordnung 26 bezüglich des Gebläsegehäuses 12 drehbar getragen. Die Rotorwelle 28 durchsetzt eine Öffnung 36 in der Gehäusewandung 16 und ist in ihrem aus dem Gebläsegehäuse 12 heraus ragenden Endbereich 38 mit einem Förderrad 40 fest verbunden, so dass das Förderrad 34 sich grundsätzlich um die Rotordrehachse R dreht. Das Förderrad 40 liegt der Stirnseite 16 axial gegenüber und weist zu dieser einen nachfolgend noch detailliert erläuterten Abstand A auf. Ein mit Förderschaufeln versehener Förderbereich 42 überdeckt den Förderkanal 20. Der Abstand A kann, wie in 1 dargestellt, in allen Radialbereichen gleich sein, kann in radialer Richtung aber auch variieren.
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Aufgrund des bei den im Allgemeinen als Wälzkörperlager, beispielsweise Kugellager, unvermeidbar vorhandenen Lagerspiels ist die Rotorwelle 38 bezüglich des Gebläsegehäuses 12 grundsätzlich im Umfang dieses Lagerspiels axial bewegbar. Dabei kann das Förderrad 40 bei Bewegung in der 1 nach unten eine erste axiale Endposition einnehmen, in welcher der Abstand A des Förderrads bezüglich der Stirnseite 16 minimal ist. Bei Bewegung bzw. Belastung in der 1 nach oben, also in Richtung vom Gebläsegehäuse 12 weg, kann das Förderrad 40 eine zweite axiale Endposition einnehmen, in welcher der Abstand A zur Stirnseite 14 der Gehäusewandung 16 bzw. des Gebläsegehäuses 12 maximal ist.
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Grundsätzlich sollte zum Vermeiden von Luftleckagen bzw. Druckverlusten im Bereich des Förderkanals 20 der Abstand A zwischen dem Förderrad 40 und der Stirnseite 16 so klein als möglich sein. Mit kleiner werdendem Abstand A besteht jedoch grundsätzlich die Gefahr, dass bei Auftreten von Vibrationen das Förderrad 40 am Gehäuse 12 im Bereich der Gehäusewandung 16 schleift. Ferner besteht bei zu geringem Abstand A die Gefahr, dass zumindest in einem bestimmten Drehzahlbereich des Förderrads 40 ein Gebläsepfeifen auftritt. Es ist daher vorteilhaft, das Förderrad 40 derart bezüglich des Gebläsegehäuses 12 zu positionieren, dass einerseits der Abstand A so klein als möglich ist, um die angesprochenen Druckverluste zu vermeiden, andererseits aber groß genug ist, um ein Schleifen am Gebläsegehäuse bzw. ein Gebläsepfeifen zu vermeiden.
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Nachfolgend werden mit Bezug auf die 2 bis 5 Maßnahmen beschrieben, mit welchen bei einem erfindungsgemäß aufgebauten Gebläsemotor unter Berücksichtigung des im Bereich der Lagerbaugruppen unvermeidbar vorhandenen Lagerspiels eine den vorangehend angegebenen Vorgaben gerecht werdende definierte Positionierung des Förderrads insbesondere im Förderbetrieb, also im Drehbetrieb des Gebläsemotors, gerecht wird.
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Die 2 zeigt einen erfindungsgemäß aufgebauten Gebläsemotor 18 für ein Seitenkanalgebläse, welcher ein allgemein mit 22 bezeichnetes Motorgehäuse aufweist. Im dargestellten Ausgestaltungsbeispiel ist das Motorgehäuse 22 mit einer beispielsweise im Wesentlichen zylindrischen Umfangswandung 44 und zwei Gehäusedeckeln 32 bzw. 46 ausgebildet. Im Bereich des Gehäusedeckels 46 kann der Gebläsemotor 18 der 2 beispielsweise an der Gehäusewandung 16 des in 1 dargestellten Gebläsegehäuses 12 festgelegt werden. Alternativ kann der Gehäusedeckel 46 durch die Gehäusewandung 16 bereitgestellt sein bzw., so wie in 1 auch dargestellt, kann die Umfangswandung 44 mit der Gehäusewandung 16 des Gebläsegehäuses 12 integral ausgebildet sein.
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Durch die beiden Lagerbaugruppen 30, 34 ist die Rotorwelle 28 bezüglich des Motorgehäuses 22 drehbar getragen. Dabei kann jede der beiden Lagerbaugruppen 30, 34 einen jeweils bezüglich des Motorgehäuses 22 festgelegten oder ggf. durch dieses bereitgestellten Lageraußenring 48, einen bezüglich der Rotorwelle 38 festgelegten Lagerinnenring 50 und eine Mehrzahl von dazwischen positionierten Wälzkörpern 52, beispielsweise Kugeln, aufweisen. An dem in 2 rechts bzw. axial über den Gehäusedeckel 46 überstehenden Endbereich 38 kann die mit diesem Bereich auch die in 1 erkennbare Öffnung 36 im Gebläsegehäuse 12 durchsetzende Rotorwelle 28 mit dem Förderrad 40 zur gemeinsamen Drehung verbunden werden.
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Die an der Innenseite der Umfangswandung 44 vorgesehene und daran beispielsweise fest getragene Statoranordnung 24 umfasst einen allgemein mit 54 bezeichneten Stator-Magnetkraftwechselwirkungsbereich. Der Stator-Magnetkraftwechselwirkungsbereich wiederum umfasst eine Mehrzahl von in Richtung der Rotordrehachse R aufeinanderfolgend angeordneten Statorplatten 56, die an einem beispielsweise aus Kunststoffmaterial gebildeten Trägerelement 58 aneinander anliegend getragen sind. In Umfangsrichtung um die Rotordrehachse R verteilt ist eine Mehrzahl von Statorwicklungen 60 vorgesehen, welche in den Statorplatten 54 gebildete Aussparungen durchsetzen und somit bei Erregung, d. h. bei Anlegen einer Spannung, ein die Statorplatten 54 auch durchsetzendes bzw. durch diese verstärktes Magnetfeld erzeugen.
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Die Rotoranordnung 26 umfasst einen allgemein mit 62 bezeichneten Rotor-Magnetkraftwechselwirkungsbereich. Dieser weist eine Mehrzahl von in Richtung der Rotordrehachse R aufeinander folgenden und beispielsweise durch Verklebung oder in sonstiger Weise fest miteinander verbundenen Rotorplatten 64 auf, die, ebenso wie die Statorplatten 56, beispielsweise durch Ausstanzen aus Blechrohlingen hergestellt werden können. An mehreren Umfangspositionen weisen die in ihrer Gesamtheit einen Rotorplattenstapel 66 bereitstellenden Rotorplatten 64 Öffnungen bzw. Taschen auf, in welche Permanentmagnete 67 eingesetzt sind und darin fest getragen sind. Die Permanentmagnete 67, deren Magnetfeld durch die Rotorplatten 64 ebenfalls verstärkt wird, treten mit dem durch diese erzeugten Magnetfeld in Wechselwirkung mit dem durch die Statoranordnung 24 erzeugten Magnetfeld, wodurch die Rotoranordnung 26 in Drehung versetzt wird.
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Die 3 zeigt detaillierter die Ausgestaltung der Statoranordnung 24 und der Rotoranordnung 26 sowie deren Relativpositionierung zueinander in Richtung der Rotordrehachse R. In 3 ist zu erkennen, dass ein durch die Statorplatten 56 bereitgestellter Statorplattenstapel 68 in Richtung der Rotordrehachse R eine axiale Länge LS aufweist. In entsprechender Weise weist der durch die Rotorplatten 64 bereitgestellte Rotorplattenstapel 66 in Richtung der Rotordrehachse R eine axiale Länge LR auf. Da die für die Magnetkraftwechselwirkung zwischen der Statoranordnung 24 und der Rotoranordnung 26 effektive Länge des Stator-Magnetkraftwechselwirkungsbereichs 54 und des Rotor-Magnetkraftwechselwirkungsbereichs 62 im Wesentlichen bestimmt ist durch die axiale Länge LS des Statorplattenstapels 68 bzw. die axiale Länge LR des Rotorplattenstapels 66, wird im Nachfolgenden für die Zwecke der vorliegenden Erfindung diese jeweilige axiale Länge LS bzw. LR als die axiale Länge des Stator-Magnetkraftwechselwirkungsbereichs 54 bzw. des Rotor-Magnetkraftwechselwirkungsbereichs 62 angenommen, obgleich beispielsweise der Stator-Magnetkraftwechselwirkungsbereich 54 axial beidseits über den Statorplattenstapel 68 vorspringende Bereiche beispielsweise der Wicklungen 60 aufweist. Insbesondere dann, wenn diese beidseits vorstehenden Bereiche bezüglich einer jeweiligen Längenmitte MS des Stator-Magnetkraftwechselwirkungsbereichs 54 bzw. MR des Rotor-Magnetkraftwechselwirkungsbereichs 62 in axialer Richtung symmetrisch überstehen, stimmt die tatsächliche Lage dieser jeweiligen Längenmitte des Stator-Magnetkraftwechselwirkungsbereich bzw. des Rotor-Magnetkraftwechselwirkungsbereichs mit der in vorangehen angegebener Weise angenommen Lage der Längenmitten MS bzw. MR, also der Längenmitten des Statorplattenstapels 68 bzw. des Rotorplattenstapels 66, im Wesentlichen überein.
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Man erkennt in 3 deutlich, dass der Rotorplattenstapel 66, mithin also der Rotor-Magnetkraftwechselwirkungsbereich 62, in Richtung der Rotordrehachse R bezüglich des Statorplattenstapels 68, also bezüglich des Stator-Magnetkraftwechselwirkungsbereichs 54 versetzt ist. Der Versatz entspricht im Wesentlichen der Dicke einer der Statorplatten 56 bzw. der Rotorplatten 64, wobei im dargestellten Beispiel die Statorplatten 56 und die Rotorplatten 64 im Wesentlichen die gleiche Dicke aufweisen. Dies führt dazu, dass eine Statorplatte 56' vorhanden ist, welche bezüglich des Rotorplattenstapels 66 axial versetzt liegt, und dass gleichermaßen eine Rotorplatte 64' vorhanden ist, welche bezüglich des Statorplattenstapels 68 axial versetzt liegt. Dies führt zu einer Anordnung, bei welcher die Längenmitte MR des Rotor-Magnetkraftwechselwirkungsbereichs 62 axial versetzt ist bezüglich der Längenmitte MS des Stator-Magnetkraftwechselwirkungsbereichs, wobei gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung dieser Versatz unabhängig davon vorgesehen ist, unter Einbeziehung welcher Bauteile bzw. Baugruppen die jeweiligen Magnetkraft-Wechselwirkungsbereiche definiert werden.
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Der Versatz zwischen dem Stator-Magnetkraftwechselwirkungsbereich 54 und dem Rotor-Magnetkraftwechselwirkungsbereich 62, also beispielsweise den beiden Längenmitten MR und MS, ist im dargestellten Beispiel so gewählt, dass die Längenmitte MR des Rotor-Magnetkraftwechselwirkungsbereichs von demjenigen axialen Endbereich 38 der Rotorwelle 28 weg versetzt liegt, mit welcher das Förderrad 40 zu koppeln ist. Es ist darauf hinzuweisen, dass als Ausgangsposition beispielsweise eine axial symmetrische Anordnung herangezogen wird, wie sie bei dem aus der 1 erkennbaren und aus dem Stand der Technik bekannten Aufbau gewählt ist, also einer Anordnung, bei welcher die beiden Längenmitten MS und MR keinen axialen Versatz zueinander aufweisen.
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Bei Erregung der Wicklungen 60 der Statoranordnung 24 und der dadurch generierten Magnetkraftwechselwirkung zwischen der Rotoranordnung 26 und der Statoranordnung 24 versucht die Rotoranordnung 26 grundsätzlich den Zustand minimaler potentieller Energie in dem durch die Wicklungen 60 generierten Magnetfeld einzunehmen. Dies führt dazu, dass aufgrund des Versatzes der Rotoranordnung 26 bezüglich der Statoranordnung 24 eine die Rotoranordnung 26 in Richtung zu einer nicht versetzten Positionierung beaufschlagende Kraft erzeugt werden, also in Richtung zu einer Positionierung, in welcher die beiden Längenmitten MS und MR zueinander axial ausgerichtet sind, grundsätzlich also der Stator-Magnetkraftwechselwirkungsbereich 54 und der Rotor-Magnetkraftwechselwirkungsbereich 62 axial nicht zueinander versetzt sind. Dies ist im Wesentlichen ein Zustand, in welchem die beiden Plattenstapel 68, 66 in Richtung der Rotordrehachse zueinander im Wesentlichen symmetrisch positioniert sind, also im Wesentlichen keinen Versatz aufweisen.
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Durch diese bei Erregung der Wicklungen 60 der Statoranordnung 24 generierte axiale Vorspannung für die Rotoranordnung 26 wird diese und mit dieser die Rotorwelle 28 sowie das daran getragene Förderrad 40 in Richtung zur zweiten axialen Endposition des Förderrad 40, also in Richtung zu der Endposition, in welcher das Förderrad 40 einen maximalen Abstand A zur Stirnseite 14 aufweist, vorgespannt. Dies bedeutet, dass durch diese vermittels des als Vorspannanordnung 70 wirkenden Gebläsemotors 18 generierte axiale Vorspannung im Förderbetrieb das Förderrad 40 in seine zweite axiale Endposition gezwungen ist und somit definiert mit maximalem Abstand A zur Stirnseite 14 des Gebläsegehäuses 12 gehalten ist. Obgleich grundsätzlich die Positionierung des Förderrads 40 aufgrund des vorangehend angesprochenen Lagerspiels der beiden Lagerbaugruppen 30, 32 im Umfang dieses Lagerspiels nicht definiert ist, wird das Förderrad 40 somit bei Erregung des Gebläsemotors 18 eine der zweiten axialen Endposition entsprechende definierte Positionierung mit entsprechend definiertem Abstand A zur Stirnseite 14 des Gebläsegehäuses 12 einnehmen.
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Bei der Montage eines Seitenkanalgebläses mit dem in den 2 und 3 dargestellten Gebläsemotor 18 wird, nachdem der Gebläsemotor 18 am Gebläsegehäuse 12 vorgesehen bzw. in dieses integriert wurde, das Förderrad 40 in Richtung der Rotordrehachse R auf die Rotorwelle 28 aufgeschoben und im Rahmen dieser Aufschiebebebewegung auf die Stirnseite 14 des Gebläsegehäuses zu bewegt. Unter Berücksichtigung des zuvor messtechnisch erfassten oder aufgrund der allgemein bekannten Konstruktionsdaten der Lagerbaugruppen 30, 34 bekannten Lagerspiels kann dabei das Förderrad 40 so weit auf die Rotorwelle 28 aufgeschoben werden, bis dieses eine derartige Positionierung bezüglich der Rotorwelle 28 bzw. der Stirnseite 14 des Gebläsegehäuses 12 einnimmt, dass der so gebildete minimale Abstand zwischen der Stirnseite 14 und dem Förderrad 40 eine derartige Größe aufweist, dass unter Berücksichtigung des Umstandes, dass in diesem Zustand das Förderrad 40 in seiner ersten axialen Endposition ist, bei nachfolgend im Betrieb des Gebläsemotors 18 dann auftretender Vorspannung der Rotoranordnung 26 bzw. des Förderrads 40 in Richtung zur zweiten axialen Endposition unter Berücksichtigung des bekannten Lagerspiels sich ein Abstand A zwischen dem Förderrad 40 und dem Gebläsegehäuse 12 bzw. der Stirnseite 14 desselben einstellt, der gewährleistet, dass einerseits die angesprochenen Leckagen so klein als möglich sind, andererseits aber das Auftreten eines Gebläsepfeifens vermieden wird.
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Die 4 und 5 zeigen eine abgewandelte Ausgestaltungsart des Gebläsemotors, welche hinsichtlich des grundsätzlichen Aufbaus mit der vorangehend Beschriebenen übereinstimmt. Man erkennt jedoch in den 4 und 5, dass, anders als bei dem in den 2 und 3 gezeigten Ausgestaltungsbeispiel, die im Wesentlichen die axialen Längen LS bzw. LR definierenden Plattenstapel 68, 66 unterschiedliche axiale Längen aufweisen. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass der Rotorplattenstapel 66 eine Rotorplatte 64 weniger aufweist, als der Statorplattenstapel 68 Statorplatten 56 aufweist. Dies führt dazu, dass beispielsweise bei Positionierung der Rotorwelle 28 in einer axialen Positionierung, welche der ersten axialen Endposition des Förderrads 40 entspricht, die beiden Plattenstapel 68, 66 an ihren von der Stirnseite 14 und somit auch vom Förderkanal 20 abgewandt liegenden Endbereichen miteinander bündig abschließen, während an dem dem Förderkanal 20 bzw. der Gehäusewandung 16 zugewandten axialen Endbereich der beiden Plattenstapel 68, 66 der Statorplattenstapel 68 mit seiner letzten Statorplatte 56' über den Rotorplattenstapel 64 axial übersteht. Auch dies führt dazu, dass die Längenmitten MS, MR der beiden Magnetkraftwechselwirkungsbereiche 54, 62 zueinander versetzt sind, insbesondere derart zueinander versetzt sind, dass bei Erregung der Wicklungen 60 der Statoranordnung 24 eine die Rotoranordnung 26 in Richtung auf die Gehäusewandung 16 bzw. den Förderkanal 20 zu vorspannende Kraftwirkung erzeugt wird, wodurch auch das Förderrad 40 in seine zweite axiale Endposition mit maximalem Abstand A zum Gebläsegehäuse 12 vorgespannt wird. Auf diese Art und Weise kann der gleiche Effekt erreicht werden, wie bei der in den 2 und 3 dargestellten Ausgestaltungsform, nämlich dass im Förderbetrieb das Förderrad 40 eine definierte axiale Positionierung bezüglich des Gebläsegehäuses 12 und somit auch des Förderkanals 20 einnimmt.
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Um diesen Effekt bei den vorangehend beschriebenen Ausgestaltungsformen zuverlässig erreichen zu können, ist der Versatz zwischen den beiden Längenmitten MS und MR bzw. der Versatz der Rotoranordnung 26 bezüglich der Statoranordnung 24 derart bemessen, dass bei Positionierung in derjenigen axialen Endposition der Rotoranordnung 26, welche diese im Rotationsbetrieb nicht einnehmen soll, in den dargestellten Beispielen also bei Positionierung in der ersten axialen Endposition mit minimalem Abstand A des Förderrads 40 bezüglich des Gebläsegehäuses 12, der Versatz derart groß ist, dass bei im Betrieb auftretender Verlagerung der Rotoranordnung 26 in axialer Richtung in die zweite axiale Endposition und bei Erreichend der zweiten axialen Endposition der Rotoranordnung 26 die beiden Längenmitten MS und MR bzw. die Statoranordnung 24 und die Rotoranordnung 26 nach wie vor zueinander versetzt sind und somit auch bei Erreichen derjenigen Endposition, welche die Rotoranordnung 26 im Betrieb des Gebläsemotors 18 einnehmen soll, eine die Rotoranordnung 26 in Richtung zu dieser axialen Endposition vorspannende Kraftwirkung erzeugt wird. Dies bedeutet letztendlich, dass der Versatz zwischen der Rotoranordnung 26 und der Statoranordnung 24 bzw. zwischen den Längenmitten MS und MR bei Positionierung der Rotoranordnung 26 in derjenigen axialen Endposition, die diese im Betrieb des Gebläsemotors 18 nicht einnehmen soll, mindestens dem Lagerspiel der Lagerbaugruppen 30, 34 bzw. dem durch dieses Lagerspiel ermöglichten Ausmaß der Axialbewegung der Rotorwelle 28 entspricht, vorzugsweise größer ist als das Lagerspiel.
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Abschließend ist darauf hinzuweisen, dass grundsätzlich die Rotoranordnung 26 auch derart bezüglich der Statoranordnung 24 positioniert sein kann, dass bei Erregung des Gebläsemotors 18 eine die Rotoranordnung 26 in Richtung zu ihrer ersten axialen Endposition belastende Vorspannwirkung erzeugt wird, also eine Vorspannwirkung, welche zur Folge hat, dass im Förderbetrieb das Förderrad 40 seinen minimalen axialen Abstand A zum Gebläsegehäuse 12 bzw. zur Stirnseite 14 aufweist. Bei der Montage des Förderrads 40 auf der Rotorwelle 28 wird in diesem Falle derart vorgegangen, dass das Förderrad 40 so weit auf die Rotorwelle 28 aufgeschoben wird, bis der Abstand des Förderrads 40 zum Gebläsegehäuse 12 exakt dem im Förderbetrieb vorzusehenden minimalen Abstand entspricht. Während in diesem Falle also bei nicht erregtem Gebläsemotor 18 das Förderrad 40 auch einen größeren Abstand zum Gebläsegehäuse 12 aufweisen kann, wird bei Erregung des Gebläsemotors durch die so erzeugte Vorspannwirkung dafür gesorgt, dass im Förderbetrieb das Förderrad 40 seinen im Rahmen des Lagerspiels minimalen Abstand A zum Gebläsegehäuse 12 aufweist, der dann so eingestellt ist, dass er einen optimalen Kompromiss zwischen Druckverlust einerseits und Lagerpfeifen andererseits bereitstellt.
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Es sei ferner darauf hingewiesen, dass selbstverständlich die Prinzipien der vorliegenden Erfindung auch mit insbesondere hinsichtlich ihrer jeweiligen Längen anders gestalteten Rotor- und Statoranordnungen erreicht werden können, so lange diese derart bezüglich einander versetzt angeordnet sind, dass bei Erregung des Gebläsemotors eine die Rotoranordnung in axialer Richtung beaufschlagende Kraftwirkung erzeugt wird. So könnte ggf. die Rotoranordnung in axialer Richtung auch länger ausgestaltet sein, als die Statoranordnung, also insbesondere der Rotorplattenstapel länger sein, als des Statorplattenstapel.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005046715 A1 [0002, 0003, 0023]
- DE 102011006487 A1 [0003]
