DE1403059A1

DE1403059A1 - Kleinheizluefter

Info

Publication number: DE1403059A1
Application number: DE19581403059
Authority: DE
Inventors: Nikolaus Laing
Original assignee: Firth Cleveland Ltd
Current assignee: Firth Cleveland Ltd
Priority date: 1958-11-17
Filing date: 1958-11-17
Publication date: 1969-09-04
Also published as: GB943766A; US3219261A; GB943765A

Description

Kleinheizlüfter mit,im Bereich des Luftstroms des Gebläses angeordnetem elektrischen Heizelement und mit einem von einem Elektromotor direkt angetriebenen Gebläseläufer_r der über die Stirnseheiben in elastisch aufgehängten Lagern gelagert 1st, nach Patent ...... (Patentanmeldung P 14 03 056.9 - DAS 1 2?4 271), wobei dieser Trommelläufer in einem Gehäuse umläuft, das für jeden Läufer zwei zu seinen umlaufenden Stirnselten parallele Gehäusewandungen aufweist, die durch Leitbleche, welche Saug- und Druckseite voneinander trennen, miteinander verbunden sind.

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Solche Gebläse haben in letzter Zeit immer mehl» für Kleingeräte an Bedeutung gewonnen. Sie werden insbesondere für Heizlüfter eingebaut.

Der Einbau eines an beiden Stirnseiten geschlossenen Radialschaufelgitters in ein Gehäuse nach dem Stande der Technik wurde nur für große Querstromgebläse gelöst. Hierbei wird der Läufer auf einer durchgehenden axialen Welle in starren Lagerungen in den den stirnseitigen Endscheiben benachbarten Gehäusewandungen gelagert.

Eine solche Lagerung hat sich für kleine Gebläse, die z.B. als Heizlüfter verwendet werden» nicht bewährt« da Geräte dieser Art in Massen hergestellt werden, und eine präzise Lagerung sowie ein Auswuchten des Rotors eine bedeutende Verteuerung der Massenproduktion darstellt.

In dem Hauptpatent wird eine Lagerung für Querstromgebläse beschrieben, die sich für die rationelle Massenfertigung eignet. Der Gegenstand der vorliegenden Patentanmeldung betrifft eine weitere Ausbildung der elastischen Lagerung des Kleinheizlüftergebläses nach dem Hauptpatent.

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Die Aufgabe* die der Erfindung zugrunde liegt, besteht darin, einen kleinen Querstromläufer in einem Heizlüfter zu-lagern ν Solche Quere troni läufer bestehen aus einem Schaufelring mit an bei- den Stirnseiten angeordneten Endscheiben oder Endringen, die auf Wellenzapfen gelagert sind. Es ist wesentlich, daß die Welle des Läufers nicht durch den Läufer hindurchgeht, da diese die Zirkulationsströmung durch den Läufer bei kleinen Gebläsen beeinträchtigen würde. Wie in dem Hauptpatent ausgeführt wurde, ist der Läufer starken Spannungen während seines Betriebs ausgesetzt, die durch die Hitzeentwicklung des Heizregisters, das nahe dem Läufer angeordnet ist, bedingt sind. Nach dem Hauptpatent wird mit den an beiden Seiten des Läufers vorgesehenen elastischen Lagerungen in Kombination mit einem Heizregister die Schwierigkeiten überwunden, die ein Haupthinderungsgrund für die Verwendung von Querstromgebläsen im Kleinheizlüfterbau war.

Der Gegenstand der vorliegenden Zusatzanmeldung betrifft eine besondere Ausbildung der elastischen Lagerung eines Querstem!aufere an beiden Seiten, wobei die über die Mofcorwelle direkt angetriebene

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Endscheibe des Läufers unter Zwischenschaltung eines flexiblen Elementes mit der Motorwelle gekoppelt ist und die andere nicht direkt angetriebene Endscheibe des Trommelläufers unter Zwischenschaltung eines Lagers, in dem ein Wellenzapfen umläuft, und einer elastischen Membran, die dieses Lager haitert, drehbar gegenüber der entsprechenden anderen Endscheibe des Gebläsegehäuses gelagert ist.

Elastische Lagerungen von Maschinenteilen sind bekannt. Drei verschiedene Arten solcher elastischer Lagerungen von Maschinenelementen werden in der Hauptsache verwendet* .

(1) Die Lagerung eines Maschinenelementes auf einer Antriebswelle unter Zwischenschaltung eines flexiblen Elementes zwischen der Antriebswelle und dem Maschinen element.

(2) Die Lagerung von Läufern mit starrer Achse* wobei die beiden Enden dieser Achse unter Zwischenschaltung elastischer Ringe in Lagerblöcken gelagert sind.

(3) Die Lagerung von Trommel läufern, bei der an einer Seite ein elastisches Element zwischen der· Antriebswelle und der Läuferendscheibe angeordnet ist*

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Um die erfindungsgemäße Aufgabe zu lösen» 1st es wesentlich, daß der Trommelläufer an beiden Selten elastisch aufgehängt 1st« d.h. daß die Achsen der Wellenzapfen« über die der Läufer angetrieben bzw. gelagert wird, nicht In einer Flucht miteinander und nicht in Flucht mit der Achse des Läufers selbst sein müssen. Die' elastische Lagerung muß demnach eine Art Gelenkverbindung bilden, die einerseits die übertragung eines Antriebs auf den Läufer sowie eine Halterung desselben in radialer Richtung ermöglicht, über die andererseits aber kein Moment in einer Ebene, durch die die Drehachse verläuft, auf den Läufer übertragen werden kann. _, '

Die unter (1) aufgeführten Haschlnenelemente würden bei einer derartigen Lagerung, bei der in einer Achsenebene der Antriebswelle kein Moment auf das anzutreibende Maschinenelement übertragen werden kann, nioht in einer zentrierten Lage zu der Antriebsachse gehalten werden können, was für die Funktion dieser Maschinenelemente je« doch Bedingung 1st. Die aus den unter Punkt (1) genannten Patentschriften bekannten flexiblen Zwischenzylinder sind deshalb nicht für den erfindungsgemäßen Zweck geeignet.

Die unter (2) genannten bekannten Anordnungen erfüllen ebenfalls die Bedingungen, die an eine erfindungsgemäße

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Lagerung gestellt werden, nicht. Diese Lagerungen sind sämtlich so ausgelegt, daß sie nur die Toleranzen bei der Einpassung aufnehmen und die Zenti'ierung erleichtern. Eine Gelenkverbindung zwischen diesen Lagerungen und den Wellenzapfen an beiden Seiten des Läufers ist nicht beabsichtigt und auch bei diesen bekannten Anordnungen nicht sinnvoll. Wie beispielsweise aus der deutschen Patentschrift 875 594 entnommen werden kann, kommt es bei diesen Lagerungen nicht darauf an, daß eine Fehlzentrierung der Wellenenden der durchgehenden Welle ausgeglichen werden soll, sondern, daß die Welle insgesamt sich leichter in dem Gerät zentrleren läßt und dadurch ruhiger läuft.

Schließlich behandeln die unter (j5) oben genannten Patentschriften Gegenstände, bei denen zwar ein Trommelläufer auf einer Seite unter Zwischenschaltung eines elastischen Elementes gelagert wird, das wesentliche Merkmal und der wesentliche Schritt, der die Verwendung eines Trommelläufers im Kleinheizlüfterbau ermöglicht, nänlich die Lagerung desselben an zwei Selten unter Zwischenschaltung von elastischen Elementen, ist in diesen Vorveröffentlichungen nicht geoffenbart.

Die nicht angetriebene Endscheibe kann in der erfindungsgemäßen Art und Weise entweder selbst mittels einer flexib-

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len Membran auf einem starren Lagerzapfen, der fest mit der Gehäuse endwandung verbunden ist, gelagert sein» oder auf der Endscheibe kann ein Wellenstumpf starr befestigt sein» der seinerseits in einer an oder in der Gehäusewandung befindlichen, flexiblen Lagerung gelagert ist.

Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn das flexible Element eine flexible Membran ist. Diese Membran kann unter bestimmten Bedingungen auch die Endscheibe des Läufers sein»

Der Erfindung liegt weiter die Aufgabe zugrunde, eine solche Lösung für die Anordnung von Antriebselement und angetriebenem Element zu schaffen, daß ein gleichmäßiger Antrieb des Läufers gewährleistet ist und zugleich im Hinblick auf die Massenerzeugung keine umfangreichen Montagearbeiten erforderlich sind.

Es wurde nun gefunden, daß for die Massenherstellung kleiner und leichter Gebläse die flexible Ankopplung des Rotors an den Motor vorteilhaft mit einer Anordnung des Motors kombiniert wird, bei der erfinduhgsgemäß der Motor, dessen Rotor den Läufer antreibt, mittels BefeBtigungselementen direkt mit einer der Gehäüsewandungen fest verbunden ist« Dadurch bilden Rotor und! Motor eine Einheit. Die Lagerung des Rotors ist zugleich? άί& Lagerung des Läufers. Die Herstellungstechnik

sowie die Montage eines so ausgerichteten erfindungsgemäßen Gebläses wird durch diese Maßnehme so erleichtert, daß die Kosten um ein Vielfaches gesenkt werden können.

Bei einer Ausführungsform nach der Erfindung bildet der Lagerschild ftir den Stator des Motors zugleich eine der Endwandungen des Gebläsegehäuses.

Die erfindungsgemäße Anordnung kann sowohl für einen Läufer als auch für zwei Läufer, die symmetrisch zu beiden Seiten des Motors angeordnet sind, Verwendung finden. Im letzten Fall sind erfindungsgemäß beide dem Motor zugewandten Ehdwandungen der Gehäuse, in denen die Läufer umlaufen, mit dem Motor fest verbunden.

Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.

Figur 1 zeigt die erfindungsgemäße Lagerung eines Querstromläufers auf der Motorwelle bzw. in der Gehäuseendwand mittels flexibler Elemente im Schnitt.

Figur 2 zeigt die Lagerung eines Läufers mittels einer als flexiblen Membran ausgebildeten Läuferendscheibe.

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Figur 3 zeigt die erfindungsgemäße Anordnung des Motors am Gebläsegehäuse schematise!! im Schnitt.

Figur 4 zeigt ein erfindungsgemäßes Gebläse mit zu beiden Seiten des Motors angeordneten Läufern schematisch im Schnitt.

Figur 5 zeigt einen Schnitt längs der Linie VI- VI in Figur 4.

In Figur 1 ist ein Beispiel für eine erfindungsgemäße Lagerung eines zweiseitig gelagerten Querstromläufers dargestellt. Der Querstromläufer wird über den Motor 4 angetrieben. Zwischen dem Querstromläufer 1 und der Motorwelle 6, Über die die Endscheibe 2 angetrieben wird, ist ein flexibles Element 8, vorzugsweise eine flexible Membran, zur %ihincBrung von überbestimmter Lagerung vorgesehen. Ebenso wird das mit der Gehäuseendwandung 3¹* von der nur ein Teil dargestellt ist, gehaltene Lager 7 von dieser Gehäusewand unter Zwischenschaltung einer flexiblen Membran gehalten. Der Wellenstummel 9* der mit der Endscheibe 2¹ fest verbunden ist, und der normalerweise mit' der Motorwellenachse 6 nicht genau zentriert ist, wird dadurch flexibel gelagert. Es kann auch die flexible Membran 8* ebenso wie die Membran 8 zwischen der Welle 9 und der End-

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scheibe 2* angeordnet sein« wobei die Achse, auf der der Läufer gelagert ist, dann in der Gehäuseendwand 3* angeordnet ist.

In Figur 2 ist eine als flexible Membran ausgebildete Endscheibe 22 des Läufers 21 schematisch dargestellt. Der in der Mitte der Membran befestigte Wellenstummel kann dabei die Portsetzung der Motorwelle, oder der der Motorwelle gegenüberliegende Vfellenstummel sein. Das Sohaufelgltter des Querstroml&ufers 1st in diesem Fall aus einem Rohr ausgestanzt und die flexible Membran wird vorteilhafterweise durch Laschen oder den umgebörtelten Rand 27 befestigt.

In Figur 3 1st ein Gehäuse 30 dargestellt, in dem ein Querstromläufer Jl drehbar angeordnet ist. Das Gehäuse 30 besitzt zwei zu den stirnseitigen Endwandungen 32 und 32* des Läufers 3¹ parallele Endwandungen 33 und 33** die vermittels der den Austrittskanal und den Eintrittskanal des Gebläses bildenden Iieitwandungexi miteinander verbunden sind.

Erfindungsgemäß ist der Motor 34, dessen Rotor 35 den Läufer 31 antreibt, mittels nicht dargestellter Befestigungselemente direkt mit der Endwandung 33 fest verbunden.

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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel bildet diese Endwandung 33 gleichzeitig den Lagerschild für den Motor 34„ Hierdurch wird der Motor und das dehäuse zu einer Einheit verbunden, die sowohl auf einfachste Weise herstellbar ist, als auch einen einfachen, kraftsparenden Antrieb dee Läufers 31 gewährleistet, wobei die Lagerung der MotöFwelle 36 zugleich die Lagerung für den Läufer 31 ist. Bei dem in Figur 4 dargestellten Ausführungs» belspiel ißt der Läufer 41 nur einseitig gelagert. Wenn der Läufer an beiden Enden gelagert wird, wird vorteilhafterweise wie in den Figuren 1 und 2 dargestellt, der Läufer flexibel an den Motor angekoppelt

In Figur 4 1st der Aufbau eines erfindungsgemäSen Gebläses mit einem In" €®r Mitte liegenden Motor 44 und zwei auf der Motorwelle 46 zu beiden Seiten des Motors angeordneten Läufern 41 und 41^f dargestellt. Die beiden Läufer sind "fliegend" gelagert. Die dem Motor zugewandten Endwände 43 und 43· der Gehäuseteile 40 und 40¹, sowie die äußeren Endwandungen 43a und 4j5a* weisen Ausbuchtungen auf, in denen die Läuferendscheiben umlaufen.

Das die Saugseite von der Druckseite trennende Leitblech 47 (Figur 5) und das Leitblech 48, das den Druckkanal begrenzt, sind über die gesamte Länge des Gebläses durch-

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gehend ausgebildet, und werden durch die Wandungen 43» 43¹* 43a und 43a¹ zusammengehalten.

Die dem Motor gegenüberliegenden Endwandungen 43 und'43' der Oehäuseteile 40 und 40⁽ bilden dabei erfindungsgemäß die Lagerschilde des Motors 44. Hierdurch ergibt sich ein besonders einfacher Aufbau.

Damit der Motor gekühlt wird, ist ein Abschlußblech 49 vorgesehen < Dieses Blech 49 1st In der angedeuteten WeI-se perforiert, wodurch infolge des saugseitig herrschen» den Unterdrucks Luft durch den Motor strömt.

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Claims

H03G59 Patentansprüche

1.1 Kleinheizlüfter mit im Bereich des Luftstroms des Gebläses angeordnetem elektrischen Heizelement und mit einem von einem Elektromotor direkt angetriebenen Gebläseläufer, der über die Stirnseheiben in elastisch aufgehängten Lagern gelagert ist^nach Patent ..... (Patentanmeldung P 14 03 056.9 DAS 1 274 271). wobei dieser Trommelläufer in einem Gehäuse umläuft, das für Jeden Läufer zwei zu seinen umlaufenden Stirnseiten parallele Gehäusewandungen aufweist, die durch Leitbleche, welche Saug- und Druckseite voneinander trennen, miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die angetriebene Endscheibe (2) des Trommelläufers unter Zwischenschaltung eines flexiblen Elementes (8) mit der Motor· welle (6) gekoppelt 1st und daß die andere nicht angetriebene Endscheibe (2¹) des Trommelläufers unter Zwischenschaltung eines Lagers» in dem ein Wellenzapfen umläuft, und einer elastischen Membran, die dieses Lager haltert, drehbar gegenüber der anderen Gehäuseendwand (3¹) gelagert ist.

KGU3 Unterlagen (Art. 7 § I Abs. 2 Nr. l Satz 3 des Änderungsges. v. 4. 9. V9C

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2. Lüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der nicht direkt vom Motor angetriebenen Endscheibe des Trommelläufers (2*) fest verbundene Wellenstummel (9) unter Zwischenschaltung eines flexiblen Elementes (8*) in oder auf der entsprechenden Gehäuseendwandung (3*) drehbar gelagert 1st.

3* Lüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht von dem Motor direkt angetriebene Wellenstummel unter Zwischenschaltung eines flexiblen Elementes mit der entsprechenden Endscheibe des Trommelläufers verbunden und in der Gehäuseendwandung drehbar gelagert ist.

4. Lüfter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die flexiblen Elemente als flexible Membranen (8, 8¹, 22} ausgebildet sind.

5. Lüfter nach Anspruch 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daS eines oder beide der flexiblen Elemente gleichzeitig die Endscheiben (22) des Trommelläufers (21) bilden«

6. Lüfter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daS der Motor (4), dessen Hot or den Läufer antreibt, mittels Befestigungselementen direkt mit einer der Gehäuseendwandungen fest verbunden 1st.

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7. LUfter nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das flexible Element Stege (6l) aufweist» die ein tfellenzapfenlager (60) frei tragen und die mit ihrem anderen Ende an der Gehäuseendwandung befestigt sind.