DE10246311A1

DE10246311A1 - Ventilation device especially for self ventilating electric motors, has vane and or hub of a temperature dependent material which can alter the vane attack angle

Info

Publication number: DE10246311A1
Application number: DE10246311A
Authority: DE
Inventors: Hilmar Konrad
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2002-10-04
Filing date: 2002-10-04
Publication date: 2004-04-22

Abstract

A ventilating device, especially for self-ventilating electric motors comprises a fan wheel (FR) with vanes (F) fixed to a hub (N). At least one vane and/or the hub comprises a temperature-dependent material which can alter the angle of inclination of the vane according to temperature. An Independent claim is also included for a production process for the above including bimetallic strips to change the angle.

Description

Die Erfindung betrifft eine Belüftungseinrichtung für Motoren, insbesondere selbstbelüftete Motoren.The invention relates to a ventilation device for engines, especially self-ventilated Engines.

Bei Motoren, die durch einen Lüfter gekühlt werden, insbesondere selbstbelüftete Motoren, insbesondere bei einem Elektromotor mit Wechselbelastung, tritt das Problem auf, dass der Luftstrom, welcher durch einen am Motorschaft angebrachten Lüfter erzeugt wird, nur über die Drehzahl des Motors selbst beeinflusst werden kann. Dabei tritt vor allem bei nicht geregelten Elektromotoren das Problem auf, dass bei erhöhter Belastung die Motordrehzahl sinkt und die Motortemperatur zunimmt. Zugleich nimmt jedoch auch der kühlende Luftstrom durch die Absenkung der Drehzahl ab. Im Gegensatz dazu ist der kühlende Luftstrom durch den Motor am größten, wenn der Motor sich im Leerlauf befindet und nicht belastet ist.For motors that are cooled by a fan, especially self-ventilated Motors, especially with an electric motor with alternating loads, the problem arises that the air flow, which is caused by an am Motor shaft attached fan is generated just over the speed of the motor itself can be influenced. This occurs especially with non-regulated electric motors the problem is that with increased Load the engine speed drops and the engine temperature increases. At the same time, however, the cooling also takes Airflow by lowering the speed. In contrast to is the cooling one Airflow through the engine greatest when the engine is idling and is not loaded.

Der Nachteil ist, dass die oben genannten Elektromotoren einen schlechteren Wirkungsgrad aufweisen, da das Flügelrad des Lüfters immer für einen maximalen Kühlluftstrom eingestellt ist, um alle Belastungsfälle einzuschließen.The disadvantage is that the electric motors mentioned above have a poorer efficiency because the impeller of the fan always for a maximum cooling air flow is set to include all stress cases.

Ein weiterer Nachteil ist, dass die oben genannten Motoren bei Belastungswechsel thermisch gestresst werden, da sie durch den maximalen Kühlluftstrom im Leerlauf „ausgekühlt" werden, wohingegen diese dann im Belastungsfall, mit vermindertem Kühlluftstrom stark aufgeheizt werden. Die Lebensdauer der Motoren wird dadurch stark herabgesetzt.Another disadvantage is that the Motors mentioned above are thermally stressed when the load changes because they are "cooled down" by the maximum cooling air flow at idle, whereas these are then heated up strongly in the event of a load, with a reduced cooling air flow become. The service life of the motors is greatly reduced.

Alternativ dazu ist es möglich, den Motor fremd zu belüften. Dadurch ist eine geregelte Kühlung des Motors mit der jeweils gerade erforderlichen Kühlmenge nötig. Nachteilig daran ist jedoch, dass ein zusätzlicher Elektromotor zur Zwangsbelüftung, entsprechende elektrische Stellglieder für den Elektro motor sowie Sensorik und eine Regelungselektronik bereitgestellt werden müssen.Alternatively, it is possible to use the To ventilate the motor externally. This is a controlled cooling of the engine with the cooling quantity currently required necessary. The disadvantage of this, however, is that an additional electric motor for forced ventilation, corresponding electrical actuators for the electric motor and sensors and control electronics are provided Need to become.

Aus der DE 32 48 760 C2 ist ein Axiallüfter mit sich selbst, entsprechend der Drehrichtung einstellenden Lüfterflügeln bekannt, die jeweils an einem von der Nabe des Lüfterrades nach außen ragenden Halteteils schwenkbar befestigt und in ihrer Verschwenkbewegung durch am Lüfterrad vorgesehene Anschläge begrenzt sind.From the DE 32 48 760 C2 is known an axial fan with itself, according to the direction of rotation fan blades, each pivotally attached to a projecting from the hub of the fan wheel holding part and are limited in their pivoting movement by stops provided on the fan wheel.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Belüftungseinrichtung für Motoren anzugeben, welche eine geregelte Kühlung des Motors ohne Verwendung einer Zwangsbelüftung ermöglicht.Object of the present invention is an improved ventilation device to specify for engines which is controlled cooling of the engine without the use of forced ventilation.

Diese Aufgabe wird durch eine Belüftungseinrichtung für Motoren, insbesondere selbstbelüftete Elektromotoren, welche wenigstens ein Flügelrad, bestehend aus einer Nabe, an welcher Flügelblätter befestigt sind, aufweist, dadurch gelöst, dass mindestens ein Flügelblatt aus einem temperaturabhängigen Material zur Veränderung des Anstellwinkels der Flügelblätter besteht und/oder dass die Nabe ein temperaturabhängiges Material zur Veränderung des Anstellwinkels der Flügelblätter aufweist.This task is accomplished by an aeration device for engines, especially self-ventilated Electric motors, which have at least one impeller, consisting of a Hub to which wing blades are attached are, solved, that at least one wing leaf from a temperature dependent Material for change the angle of attack of the blades and / or that the hub is a temperature-dependent material for change of the angle of attack of the blades.

Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung nimmt der Anstellwinkel der Flügelblätter bei Temperaturerhöhung zu und/oder bei Temperaturerniedrigung ab. Insbesondere entsteht bei maximalem Anstellwinkel der Flügelblätter ein maximaler Kühlungsstrom und/oder bei minimalem Anstellwinkel der Flügelblätter ein minimaler Kühlungsstrom. Dadurch ist eine geregelte Kühlung des Motors mit der gerade erforderlichen Kühlmenge möglich.After a particularly advantageous one embodiment the invention increases the angle of attack of the blades when the temperature rises and / or when the temperature drops. In particular, at maximum angle of attack of the blades maximum cooling current and / or a minimal cooling current with a minimal angle of attack of the blades. This ensures controlled cooling of the Motor with the cooling quantity just required possible.

Nach einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung bestehen die Flügelblätter aus einem Material, welches in Abhängigkeit der Temperatur seine Form verändert.According to a further particularly advantageous embodiment the invention consist of the wing blades a material which, depending on the Temperature changes its shape.

Insbesondere verdrillt sich das Material in Abhängigkeit der Temperatur. Besonders bevorzugt ist das Material ein Bimetall. Die Flügelblätter des verwendeten erfindungsgemäßen Flügelrades bestehen aus einem Werkstoff, insbesondere einem Bimetall, der seine Form in Abhängigkeit der durchströmenden Kühlluft so verändert, dass der Anstellwinkel der Flügelblätter für eine zunehmende Kühllufttemperatur zunimmt, wodurch sich folglich ein erhöhter Kühlluftstrom einstellt, der wiederum zu einer Absenkung der Kühllufttemperatur im Motor führt und umgekehrt.In particular, the material twists dependent on the temperature. The material is particularly preferably a bimetal. The wing blades of the used impeller according to the invention consist of a material, in particular a bimetal, the Shape depending the flowing through cooling air changed so that the angle of attack of the wing blades for an increasing Cooling air temperature increases, which consequently results in an increased cooling air flow which in turn leads to a lowering of the cooling air temperature in the engine and vice versa.

Der Vorteil ist darin zu sehen, dass sich durch das erfindungsgemäße Flügelrad ein selbstregelnder Regelkreis einstellt, der den jeweils gerade erforderlichen Kühlluftstrom erzeugt, wobei der Wirkungsgrad des Elektromotors erhöht und die Geräuschentwicklung minimiert wird. So nimmt im Belastungsfall des Motors die Temperatur des gerade eingestellten Kühlluftstroms zu, so dass die Flügelblätter durch diesen erwärmt werden. Dadurch stellt sich bedingt durch thermische Biege- und Torsionsvorgänge ein größerer Anstellwinkel der Flügelblätter ein, der einen erhöhten Luftstrom zur Folge hat. Dadurch wird der Motor stärker gekühlt, wodurch die Temperatur des Luftstroms mit der Zeit wieder absinkt, wodurch sich wiederum ein kleinerer Anstellwinkel der Flügelblätter einstellt. Der Regelkreis ist somit geschlossen.The advantage is that yourself through the impeller according to the invention self-regulating control loop that sets the currently required Cooling air flow generated, the efficiency of the electric motor increases and the noise is minimized. So the temperature increases when the engine is under load of the cooling air flow just set to so that the wing blades through warmed this become. This arises due to thermal bending and Torsion processes larger angle of attack the wing blades on, the one elevated Airflow. This cools the engine more, which means the temperature of the airflow will decrease over time, causing again sets a smaller angle of attack of the blades. The control loop is closed.

Darüber hinaus sind keine zusätzlichen Komponenten für eine sonst notwendige Zwangsbelüftung erforderlich. Vorteilhafterweise kann die Herstellung des Flügelrades aus einem Verbundwerkstoff mit unterschiedlichen temperaturabhängigen Längenausdehnungskoeffizienten, beispielsweise einem Bimetall, durch einen Stanz- und Biegevorgang erfolgen.Beyond that there are no additional components for one otherwise necessary forced ventilation required. Advantageously, the manufacture of the impeller made of a composite material with different temperature-dependent coefficients of linear expansion, for example a bimetal, by a punching and bending process.

Das erfindungsgemäße Flügelrad ist auch für Motoren mit konstanter Belastung vorteilhaft, weil der Motor im Leerlauf zunächst nicht ausgekühlt wird, da der Kühlluftstrom minimal ist. Erst mit zunehmender Erwärmung wird der Kühlluftstrom erhöht. Der Motor wird thermisch deutlich weniger gestresst und die Lebensdauer erhöht sich dadurch signifikant. Die Erfindung ist beispielsweise auch vorteilhaft für kleinere und mittlere Motoren.The impeller according to the invention is also advantageous for engines with constant load, because the engine is initially not cooled down when idling, since the cooling air flow is minimal. The cooling air flow is only increased with increasing warming. The motor is stressed much less thermally and the service life is significantly increased. The invention is also advantageous, for example, for small and medium-sized engines.

Nach einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Nabe ein Stellglied, welches einen temperaturabhängigen Stellweg bewirkt, sowie Lager auf, mittels derer die Flügelblätter gelagert sind. Dabei weist das Stellglied eine Bimetallwendel auf, welche den temperaturabhängigen Stellweg bewirkt. Das Stellglied dehnt sich bei Temperaturerhöhung dabei axial aus und/oder zieht sich bei Temperaturerniedrigung axial zusammen. Es ist beispielsweise jedoch ebenso denkbar, dass das Stellglied z.B. auch azimutal und/oder radial wirken kann. Darüber hinaus ist das Stellglied mit einem Verstellhebel verbunden, wobei der Verstellhebel bei axialer Ausdehnung und/oder axialem Zusammenziehen des Stellglieds die Flügelblätter auslenkt. Durch die Auslenkung der Flügelblätter verändert sich der Anstellwinkel der Flügelblätter. Damit kann der Anstellwinkel der Flügel über einen in der Nabe angeordneten Verstellmechanismus verstellt werden. Dies erfolgt erfindungsgemäß über einen Verstellhebel, der an jedem Flügelblatt innerhalb der Nabe angebracht und der durch ein temperaturabhängiges, axial wirkendes Ausdehnelement, dem Stellglied, beispielsweise eine Bimetallwendel, wodurch ein temperaturabhängiger Stellweg bewirkt wird, erfolgt. Der Anstellwinkel der Flügelblätter nimmt dabei wiederum bei Temperaturerhöhung zu und/oder bei Temperaturerniedrigung ab. Insbesondere entsteht wiederum bei maximalem Anstellwinkel der Flügelblätter ein maximaler Kühlungsstrom und/oder bei minimalem Anstellwinkel der Flügelblätter ein minimaler Kühlungsstrom. Dadurch ist ebenfalls eine geregelte Kühlung des Motors mit der gerade erforderlichen Kühlmenge möglich.According to a further, particularly advantageous embodiment According to the invention, the hub has an actuator which has a temperature-dependent adjustment path causes, as well as bearings by means of which the wing blades are mounted. It points the actuator has a bimetallic coil which defines the temperature-dependent travel causes. The actuator expands when the temperature rises axially out and / or contracts axially when the temperature drops. However, it is also conceivable, for example, that the actuator e.g. can also act azimuthally and / or radially. Furthermore the actuator is connected to an adjusting lever, the Adjustment lever for axial expansion and / or axial contraction of the actuator deflects the blades. The deflection of the blades changes the angle of attack of the wing blades. So that can the angle of attack of the wing over one adjustment mechanism arranged in the hub can be adjusted. This takes place according to the invention via an adjusting lever, the one on each wing mounted inside the hub and the by a temperature-dependent, axially acting expansion element, the actuator, for example a Bimetallic coil, which causes a temperature-dependent travel, he follows. The angle of attack of the blades also increases temperature increase to and / or when the temperature drops. In particular arises again at the maximum angle of attack of the blades a maximum cooling current and / or with a minimal angle of attack of the blades, a minimal cooling current. This also ensures controlled cooling of the engine with the straight required cooling quantity possible.

Der Vorteil dieser Ausführungsform ist insbesondere für größere Motoren bzw. Großmotoren, aber auch für Generatoren ge eignet. Des Weiteren ist diese Ausführungsform für hochtourige Motoren, bei welchen sich Unwuchten verstärkt auswirken, durch den symmetrischen Verstellmechanismus geeignet.The advantage of this embodiment is especially for bigger engines or large engines, however also for Generators suitable. Furthermore, this embodiment is for high-revving Motors in which unbalance has a greater impact due to the symmetrical Adjustment mechanism suitable.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Nabe Bohrungen zur Durchflutung der Bimetallwendel mit Luft auf. Dadurch ist eine flexiblere Reaktion auf Temperaturänderungen möglich.According to a further preferred embodiment of the invention, the hub has holes for flooding the bimetallic filament with air on. This is a more flexible response to temperature changes possible.

Nach einer weiteren überaus vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist ein Motor mit einer Belüftungseinrichtung mit den Merkmalen der Ansprüche 1 bis 13 ausgestattet. Vorteil ist, dass ein solcher Motor wesentlich kleiner gebaut werden kann, als ein Motor mit vergleichbarer Leistung aber ohne die erfindungsgemäße Belüftungseinrichtung, da der Motor mit der erfindungsgemäßen Belüftungseinrichtung immer ausreichend gekühlt ist.According to a further extremely advantageous embodiment The invention is a motor with a ventilation device with the features of claims 1 to 13 equipped. The advantage is that such an engine is essential can be built smaller than an engine with comparable performance but without the ventilation device according to the invention, since the engine with the ventilation device according to the invention is always sufficient chilled is.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird zur Herstellung einer Belüftungseinrichtung aus einem Flügelrad mit einer Nabe und Flügelblättern für Motoren, insbesondere selbstbelüftete Elektromotoren, wobei zumindest ein Flügelblatt der Belüftungseinrichtung aus einem biegsamen Kunststoff gefertigt wird, ein Verfahren angewendet, wobei das Flügelblatt mit einer streifenförmigen Bimetallkomponente, insbesondere im Flügelspitzenbereich, versehen wird, so dass sich eine temperaturabhängige Verdrillung des Flügelblatts und eine davon abhängige Kühlluftströmung einstellt. Bevorzugterweise wird als Herstellungsverfahren ein Kunststoff-spritzgussverfahren verwendet. Vorteil ist die überaus kostengünstige Herstellung solcher Belüftungseinrichtungen durch ein solches Verfahren.According to a further preferred embodiment The invention is used to manufacture a ventilation device from a impeller with a hub and blades for motors, especially self-ventilated Electric motors, with at least one wing blade of the ventilation device is made from a flexible plastic, a process is used being the wing blade with a stripe-shaped Bimetallic component, especially in the wing tip area , so that there is a temperature-dependent twisting of the blade and one dependent on it Cooling air flow sets. preferably, becomes a plastic injection molding process used. The advantage is extremely inexpensive Manufacture of such ventilation devices through such a process.

Im Weiteren werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:In the following, preferred exemplary embodiments the invention explained in more detail with reference to the drawing. Show it:

1 eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines Flügelrads in einer Vorderansicht, bei geringem Anstellwinkel der Flügelblätter, 1 An embodiment of an impeller according to the invention in a front view, with a small angle of attack of the blades,

2 die erfindungsgemäße Ausführungsform des Flügelrads in einer Seitenansicht, bei geringem Anstellwinkel der Flügelblätter, 2 the embodiment of the impeller according to the invention in a side view, with a small pitch of the blades,

3 die erfindungsgemäße Ausführungsform des Flügelrads in einer Vorderansicht, bei großem Anstellwinkel der Flügelblätter, 3 the embodiment of the impeller according to the invention in a front view, with a large angle of attack of the blades,

4 die erfindungsgemäße Ausführungsform des Flügelrads in einer Seitenansicht, bei großem Anstellwinkel der Flügelblätter, 4 the embodiment of the impeller according to the invention in a side view, with a large angle of attack of the blades,

5 die Funktionsweise eines Bimetalls, im kalten Zustand, 5 the functioning of a bimetal, when cold,

6 die Funktionsweise eines Bimetalls, im erwärmten Zustand, 6 the functioning of a bimetal, when heated,

7 ein beispielhaftes Rechteckblech aus Bimetall, im kalten Zustand, 7 an exemplary rectangular sheet made of bimetal, in the cold state,

8 ein beispielhaftes Rechteckblech aus Bimetall, im erwärmten Zustand, 8th an exemplary rectangular sheet made of bimetal, in the heated state,

9 eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform eines Flügelrads in einer Vorderansicht, 9 another embodiment of an impeller according to the invention in a front view,

10 die weitere erfindungsgemäße Ausführungsform des Flügelrads in einer Seitenansicht und 10 the further embodiment of the impeller according to the invention in a side view and

11 eine Detailansicht eines Flügelblatts mit einem Bimetallstreifen. 11 a detailed view of a wing blade with a bimetallic strip.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines Flügelrads FR in einer Vorderansicht, bei geringem Anstellwinkel α (s. 2) der Flügelblätter F. Das gezeigte Flügelrad FR weist eine Nabe N auf, an der beispielhaft acht Flügelblätter F symmetrisch um die Nabe N verteilt sind. Des Weiteren ist die Drehrichtung DR beispielhaft angegeben. Selbstverständlich ist es auch möglich, die erfindungsgemäße Ausführungsform des Flügelrades so zu gestalten, dass auch die entgegengesetzte Drehrichtung möglich ist. Bei dieser Darstellung ist der Anstellwinkel α der Flügelblätter sehr klein, d.h. auch der Kühlluftstrom ist sehr gering. 1 shows an embodiment of an impeller FR according to the invention in a front view, with a small angle of attack α (s. 2 ) of the blades F. The impeller FR shown has a hub N, on which eight blades F are distributed symmetrically around the hub N, for example. Furthermore, the direction of rotation DR is given as an example. Of course, it is also possible to design the embodiment of the impeller according to the invention so that the opposite direction of rotation is also possible. In this representation, the angle of attack α of the blades is very small, ie the cooling air flow is also very small.

2 zeigt die erfindungsgemäße Ausführungsform des Flügelrad FR in einer Seitenansicht, ebenfalls bei geringem Anstellwinkel α der Flügelblätter. In dieser Darstellung ist zu sehen, dass das Flügelrad FR auf einer Motorwelle W angebracht ist, wobei zusätzlich die Strömungsrichtung SR der Motorkühlluft dargestellt ist. In dieser Darstellung ist der Anstellwinkel α der Flügelblätter ebenfalls sehr klein, d.h. auch der Kühlluftstrom ist sehr gering. 2 shows the embodiment of the impeller FR according to the invention in a side view, also with a small pitch α of the blades. In this illustration it can be seen that the impeller FR is mounted on a motor shaft W, the flow direction SR of the engine cooling air being additionally shown. In this illustration, the angle of attack α of the blades is also very small, ie the cooling air flow is also very small.

3 zeigt die erfindungsgemäße Ausführungsform des Flügelrads FR in einer Vorderansicht, bei großem Anstellwinkel α (s. 4) der Flügelblätter F. In der 3 werden dieselben Bezugszeichen verwendet wie in der 1. In dieser Darstellung ist der Anstellwinkel α der Flügelblätter F sehr groß, d.h., der Kühlluftstrom ist ebenfalls sehr groß. Dies wird insbesondere dadurch verdeutlicht, da im Gegensatz zur 1 der Abstand zwischen den einzelnen Flügelblättern in der Vorderansicht sehr viel größer ist als in der 1. 3 shows the embodiment of the impeller FR according to the invention in a front view, with a large angle of attack α (s. 4 ) of the blades F. In the 3 the same reference numerals are used as in the 1 , In this illustration, the angle of attack α of the blades F is very large, ie the cooling air flow is also very large. This is particularly illustrated because, in contrast to the 1 the distance between the individual blades in the front view is much larger than in that 1 ,

4 zeigt die erfindungsgemäße Ausführungsform des Flügelrads FR in einer Seitenansicht, bei großem Anstellwinkel α der Flügelblätter F. Auch hier werden dieselben Bezugszeichen wie in der korrespondierenden 2 verwendet. In dieser Darstellung ist ebenfalls zu sehen, dass das Flügelrad FR auf einer Motorwelle W angebracht ist, wobei zusätzlich die Strö mungsrichtung SR der Motorkühlluft dargestellt ist. In dieser Darstellung ist der Anstellwinkel der Flügelblätter F sehr groß, d.h. auch der Kühlluftstrom ist sehr groß. 4 shows the embodiment of the impeller FR according to the invention in a side view, with a large angle of attack α of the blades F. Here, too, the same reference numerals as in the corresponding 2 used. In this representation it can also be seen that the impeller FR is attached to a motor shaft W, the flow direction SR of the motor cooling air being additionally shown. In this illustration, the angle of attack of the blades F is very large, ie the cooling air flow is also very large.

In den 5 und 6 wird die Funktionsweise eines Bimetalls dargestellt. 5 zeigt das Bimetall im kalten Zustand, 6 zeigt das Bimetall im erwärmten Zustand. Ein solches Bimetall ist ein Verbundwerkstoff, der aus zwei verschiedenen Metallkomponenten BM1, BM2 aufgebaut ist, die sich durch unterschiedliche temperaturabhängige Längenausdehnungskoeffizienten unterscheiden. So ist der beispielhafte Ausschnitt des gezeigten Bimetalls, beispielsweise bei einer Temperatur T1, plan. Dagegen zeigt die 6 das gleiche Bimetall im erwärmten Zustand. Dabei krümmt sich dieses gemäß einer Kugeloberfläche, verursacht durch die unterschiedlichen Längenänderungen im Material bei der erhöhten Temperatur. Es gilt dabei die Temperatur T2 > T1.In the 5 and 6 the functioning of a bimetal is shown. 5 shows the bimetal when cold, 6 shows the bimetal in the heated state. Such a bimetal is a composite material that is made up of two different metal components BM1, BM2, which differ in their temperature-dependent linear expansion coefficients. The exemplary section of the bimetal shown, for example at a temperature T1, is flat. In contrast, the 6 the same bimetal when heated. This bends according to a spherical surface, caused by the different length changes in the material at the elevated temperature. The temperature T2> T1 applies.

Die 7 und 8 zeigen ein beispielhaftes Rechteckblech aus Bimetall, mit denselben Metallkomponenten BM1, BM2 wie das Bimetall aus den 5 und 6. 7 zeigt das beispielhafte Rechteckblech im kalten Zustand bei der Temperatur T1, 8 zeigt es im erwärmten Zustand bei der Temperatur T2 > T1. In 7 ist das beispielhafte Rechteckblech wiederum plan, während es sich in der 8 bei Wärmeeinwirkung, also erhöhter Temperatur, verdrillt. Die Verdrillung ist dabei proportional zur Temperatur und sehr genau reproduzierbar. Darüber hinaus ist der bekannte Werkstoff unbegrenzt haltbar und dauerfest. Die Art und die Größe der Verdrillung hängt dabei im Wesentlichen von den beiden verwendeten Komponenten des Bimetalls sowie vom Verbundaufbau ab. Des Weiteren hängt die Art und Form der Verbiegung auch von den geometrischen Gegebenheiten ab. Erfindungsgemäß entspricht die geometrische Form der Flügelblätter F beim Flügelrad FR ungefähr der eines Rechtecks, so dass sich bei den Flügelblättern F ebenfalls eine Verdrillung einstellt.The 7 and 8th show an exemplary rectangular sheet made of bimetal, with the same metal components BM1, BM2 as the bimetal from the 5 and 6 , 7 shows the exemplary rectangular sheet in the cold state at the temperature T1, 8th shows it in the heated state at the temperature T2> T1. In 7 the exemplary rectangular sheet is again flat while it is in the 8th twisted when exposed to heat, i.e. elevated temperature. The twist is proportional to the temperature and can be reproduced very precisely. In addition, the known material is indefinitely durable and durable. The type and size of the twist essentially depends on the two components of the bimetal used and on the composite structure. Furthermore, the type and shape of the bending also depends on the geometric conditions. According to the invention, the geometric shape of the blades F approximately corresponds to that of a rectangle for the impeller FR, so that the blades F also have a twist.

9 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform eines Flügelrads FR in einer Vorderansicht. Die weitere erfindungsgemäße Ausführungsform eines Flügelrads FR aus der 9 besteht aus einer Nabe N, an die die Flügelblätter F über Lager L mit der Nabe N verbunden sind. Der Teil der Flügelblätter F, der sich in den Lagern L befindet, ist erfindungsgemäß mit einem Verstellhebel H verbunden, der an jedem Flügelblatt F innerhalb der Nabe N angebracht ist. Über diesen Verstellmechanismus kann der Anstellwinkel der Flügelblätter F verstellt werden. Angedeutet ist des Weiteren die Bimetallwendel BW, die sich im Inneren der Nabe befindet und deren Funktion und Aufbau in der 10 erläutert wird. 9 shows a further embodiment of an impeller FR according to the invention in a front view. The further embodiment of an impeller FR according to the invention from the 9 consists of a hub N to which the blades F are connected to the hub N via bearing L. The part of the wing blades F, which is located in the bearings L, is connected according to the invention to an adjusting lever H, which is attached to each wing blade F within the hub N. The angle of attack of the blades F can be adjusted via this adjustment mechanism. Also indicated is the bimetal coil BW, which is located inside the hub and whose function and structure in the 10 is explained.

10 zeigt die weitere erfindungsgemäße Ausführungsform des Flügelrads FR in einer Seitenansicht. Die Nabe N in der 10 ist dabei im Schnitt dargestellt. In der 10 ist dargestellt, dass die Nabe N beispielsweise auf das Motorwellenende W angebracht ist, wobei zusätzlich die Strömungsrichtung SR der Motorkühlluft bezeichnet ist. Die Nabe N weist darüber hinaus in ihrem Inneren ein Stellglied SG auf, beispielsweise eine Bimetallwendel BW, welche sich bei thermischer Ausdehnung axial ausdehnt und bei Temperaturerniedrigung axial zusammenzieht. Das Stellglied SG ist mit den jeweiligen Verstellhebeln H und damit mit den Teilen der Flügelblätter F, die sich in den Lagern L der Nabe N befinden, verbunden. Bei einer Temperaturerhöhung, beispielsweise der Motorwelle W, dehnt sich die Bimetallwendel BW axial aus. Durch diese Ausdehnung werden die mit dem Stellglied SG verbundenen Verstellhebel H ausgelenkt, was wiederum eine Auslenkung der in der Nabe N mittels eines Lagers L gelagerten Flügelblätter F zur Folge hat. Dadurch wird der Anstellwinkel der Flügelblätter F verstellt. Die in den 9 und 10 dargestellte Lösung ist dabei nur beispielhaft. Konstruktiv sind andere Lösungen vorstellbar und möglich, bei welchen das Stellglied SG beispielsweise auch azimutal oder radial wirken kann. Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die Nabe N Bohrungen zur Durchflutung der Bimetallwendel BW beispielsweise mit Kühlluft aufweist. 10 shows the further embodiment of the impeller FR according to the invention in a side view. The hub N in the 10 is shown in section. In the 10 it is shown that the hub N is attached, for example, to the motor shaft end W, the direction of flow SR of the motor cooling air being additionally indicated. The hub N also has an actuator SG in its interior, for example a bimetallic coil BW, which expands axially when thermal expansion and contracts axially when the temperature drops. The actuator SG is connected to the respective adjusting levers H and thus to the parts of the wing blades F which are located in the bearings L of the hub N. When the temperature rises, for example the motor shaft W, the bimetal coil BW expands axially. As a result of this expansion, the adjusting levers H connected to the actuator SG are deflected, which in turn results in a deflection of the wing blades F mounted in the hub N by means of a bearing L. As a result, the angle of attack of the blades F is adjusted. The in the 9 and 10 solution shown is only an example. In terms of construction, other solutions are conceivable and possible in which the actuator SG can also act azimuthally or radially, for example. In addition, it is advantageous if the hub has N bores for flooding the bimetal coil BW, for example with cooling air.

11 zeigt eine Detaildarstellung eines Flügelblatts F eines Flügelrads FR eines Lüfters. Das dargestellte Flügelblatt F der Belüftungseinrichtung ist beispielsweise aus einem biegsamen Kunststoff gefertigt und an der Nabe N mittels einer Versteifung VS im vorderen Bereich des Flügelblatts F in Bezug auf die Drehrichtung DR angebracht. Die Versteifung VS dient dabei als Drehmomentstütze. Darüber hinaus ist das Flügelblatt F beispielsweise mit einer streifenförmigen Bimetallkomponente BM1, BM2, insbesondere im Flügelspitzenbereich, versehen. Die Größe und die Lage des Bimetallstreifens aus den beiden Metallkomponenten BM1, BM2 im bzw. am Flügelblatt F ist dabei nur beispielhaft zu sehen. Bei einem auf diese Weise aufgebauten Flügelblatt F stellt sich eine temperaturabhängige Verdrillung BR des Flügelblatts F und eine davon abhängige Kühlluftströmung ein. Die Verdrillung nimmt dabei mit der Temperaturerhöhung zu, wodurch insbesondere auch ein größerer Kühlluftstrom und damit ein größerer Kühleffekt entsteht. Zur Herstellung eines Flügelrads FR mit solcherart Flügelblättern F ist ein Kunststoff-Spritzgussverfahren bevorzugt geeignet. 11 shows a detailed view of an impeller F of an impeller FR of a fan. The The illustrated blade F of the ventilation device is made, for example, of a flexible plastic and is attached to the hub N by means of a stiffening VS in the front area of the blade F with respect to the direction of rotation DR. The stiffening VS serves as a torque arm. In addition, the wing blade F is provided, for example, with a strip-shaped bimetal component BM1, BM2, in particular in the wing tip region. The size and the position of the bimetal strip made of the two metal components BM1, BM2 in or on the wing blade F can only be seen as an example. In the case of a wing blade F constructed in this way, a temperature-dependent twist BR of the wing blade F and a cooling air flow dependent thereon are established. The twist increases with the temperature increase, which in particular also results in a larger cooling air flow and thus a greater cooling effect. A plastic injection molding process is preferably suitable for producing an impeller FR with such blades F.

Zusammengefasst besteht die erfindungsgemäße Belüftungseinrichtung, beispielsweise ein Flügelrad FR, aus einer Nabe N an der Flügelblätter F befestigt sind. Bestehen beispielsweise entweder die Flügelblätter F, oder ein sich in der Nabe N befindliches Stellglied SG aus einem temperaturabhängigen Material, beispielsweise Bimetall, so stellt sich der Anstellwinkel α der Flügelblätter F selbstständig so ein, dass der zur Kühlung, beispielsweise eines Motors, jeweils notwendige Kühlluftstrom zur Verfügung steht.In summary, there is the ventilation device according to the invention, for example an impeller FR, attached to the wing blades F from a hub N are. For example, there are either the wing blades F, or one in the Hub N actuator SG made of a temperature-dependent material, for example bimetal, the angle of attack α of the blades F is automatically adjusted that for cooling, for example, an engine, each necessary cooling air flow is available.

Claims

Ventilation device for motors, in particular self-ventilated electric motors, which has at least one impeller (FR), consisting of a hub (N) to which impeller blades (F) are fastened, characterized in that at least one impeller blade (F) made of a temperature-dependent material for There is a change in the angle of attack (α) of the blades (F) and / or that the hub (N) has a temperature-dependent material for changing the angle of attack (α) of the blades (F).

aerator according to claim 1, characterized in that the angle of attack (α) of the wing blades (F) when the temperature rises increases and / or decreases as the temperature drops.

aerator according to one of the claims 1 or 2, characterized in that at the maximum angle of attack (α) the Wing blades (F) a maximum flow of cooling air and / or with a minimal angle of attack (α) of the blades (F) a minimal flow of cooling air arises.

aerator according to one of the preceding claims, characterized in that the wing blades (F) made of one material exist, which is dependent the temperature changes its shape.

aerator according to one of the preceding claims, characterized in that the material is dependent the temperature twisted.

aerator according to claim 5, characterized in that the material is a bimetal.

aerator according to one of the claims 1 to 3, characterized in that the hub (N) is an actuator (SG), which causes a temperature-dependent travel, and Bearing (L), by means of which the wing blades (F) are mounted.

aerator according to claim 7, characterized in that the actuator (SG) a bimetallic coil (BW), which has the temperature-dependent travel causes.

aerator according to one of the claims 7 or 8, characterized in that the actuator (SG) when the temperature rises axially expands and / or contracts axially when the temperature drops.

aerator according to one of the claims 7 to 9, characterized in that the actuator (SG) with a Adjusting lever (H) is connected.

aerator according to one of the claims 7 to 10, characterized in that the adjusting lever (H) at axial expansion and / or axial contraction of the actuator (SG) the wing blades (F) deflects.

aerator according to claim 11, characterized in that the deflection the wing blades (F) the angle of attack (α) the wing blades (F) changed.

aerator according to one of the claims 7 to 12, characterized in that the hub (N) bores for Flooding the bimetallic coil (BW) with air.

Motor with a ventilation device after a of claims 1 to 13.

Method for producing a ventilation device from an impeller (FR) with a hub (N) and blades (F) for motors, in particular self-ventilated electric motors, wherein at least one blade (F) of the ventilation device is made of a flexible plastic, characterized in that Wing blade (F) with a streak fen-shaped bimetallic component (BM1, BM2), in particular in the wing tip region, is provided, so that a temperature-dependent twisting of the wing blade (F) and a cooling air flow dependent thereon occur.

Manufacturing method according to claim 15, characterized characterized that the manufacturing process is a plastic injection molding process is.