DE19800570A1

DE19800570A1 - Gebläse mit einem Lüfterrad

Info

Publication number: DE19800570A1
Application number: DE1998100570
Authority: DE
Inventors: Erich Ditzer
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1998-01-09
Filing date: 1998-01-09
Publication date: 1999-07-15
Anticipated expiration: 2018-01-10
Also published as: DE19800570B4

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gebläse mit einem Lüfterrad und einem zugehöri gen Antriebsmotor, bestehend aus einem variabel magnetisierbaren Statorteil und einem mit dem Lüfterrad verbundenen permanentmagnetischen Rotorteil.

Ein derartiges Gebläse ist aus der EP 0 531 792 A bekannt. Es besitzt zwar einen kompakten Aufbau, doch ergeben sich dabei eine Reihe von Problemen. Zum einen ergeben sich durch das Gewicht des Antriebsmotors eine Reihe von Festigkeitspro blemen, da das Gewicht zusammen mit dem Gewicht des Lüfterrads gehalten bzw. gelagert werden muß.

Hinzu kommt, daß der Elektromotor aufgrund seiner Baugröße die wirksame Ein tritts- und Durchtrittsfläche für die Luftströmung beeinträchtigt. Gerade dann, wenn eine erhebliche Luftmenge gefördert werden soll, wie dies heute bei Anwendung in einer Brennkraftmaschine zunehmend erforderlich ist, ergibt sich durch die damit verbundene Erhöhung der Baugröße des Elektromotors eine zunehmende Beein trächtigung der Luftdurchtrittsfläche und damit des möglichen Fördervolumens. Im Extremfall kann dies dazu führen, daß zwei derartige Gebläse nebeneinander ange ordnet werden müssen. Damit verbunden ist ein erheblicher Bedarf an Bauraum.

Schließlich ist ein Sensor erforderlich, der die Rotorposition erfaßt und die Bestrom ung von im Statorteil angeordneten Statorspulen zur Erzeugung eines Drehfeldes steuert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gebläse der eingangs genannten Art zu schaffen, das einen einfachen Aufbau besitzt und das auch große Luftmengen zu fördern gestattet.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.

Nunmehr wird innerhalb der gesamten Luftdurchtrittsfläche nur noch für die Magnete Bauraum benötigt. Da die Magnete in ihren Abmessungen klein gewählt werden können, tritt die dadurch verbundene Beeinträchtigung des Luftdurchsatzes nur un wesentlich in Erscheinung. Dies gilt sowohl für die axialen als auch für die radialen Abmessungen der Magnete.

Sind diese segmentartig an einem Außenring des Lüfterrads angeordnet, so ist das damit erzielbare Drehmoment bei entsprechender Gestaltung der damit zusam menwirkenden Magnete des Statorteils so, daß auch ein erhöhter Luftbedarf pro blemlos gedeckt werden kann. Besondere Festigkeitsprobleme, die bedingt sind durch das Gewicht der Magnete, lassen sich dann ebenfalls vermeiden. Die durch die Magnete bewirkte Gewichtszunahme des Lüfterrads fällt praktisch nicht ins Ge wicht.

Das Drehmoment ist, wie bereits ausgeführt, von der Wirkung der Statorspulen mit abhängig. Diese können an beliebiger Stelle außerhalb des durch das Lüfterrad be nötigten Bauraums angeordnet werden. Auch ist die mögliche Anzahl der Spulen in weiten Grenzen frei wählbar. Aus Gründen der Symmetrie ist lediglich dafür Sorge zu tragen, daß das Magnetfeld der Spulen senkrecht zur Drehachse des Lüfterrads ausgerichtet ist.

Um die Drehzahl des Lüfterrads in weiten Grenzen steuern zu können, sind die Ma gnete aus in Umfangsrichtung des Lüfterrads gegeneinander versetzten Teilspulen gebildet. Durch eine aufeinanderfolgende Bestromung der Teilspulen läßt sich ein Wanderfeld erzeugen, unter dessen Wirkung die Magnete und damit das Lüfterrad in eine Drehbewegung versetzt werden. Abhängig von der Zahl der Teilspulen pro Magnetspule und der Gesamtzahl der Spulen läßt sich das Wanderfeld hinsichtlich seiner Stärke und seiner Bewegungsgeschwindigkeit entsprechend den jeweiligen Bedürfnissen einstellen. Ein irgendwie gearteter Sensor für die Drehlage des Rotors ist nicht erforderlich.

Ein derartiges Gebläse bietet nicht nur hinsichtlich der damit erzielbaren Leistungs daten erhebliche Vorteile. Weitere Vorteile ergeben sich hinsichtlich des Herstel lungsverfahrens. Da die Magnete am Rande des Lüfterrads angeordnet sind, lassen sich diese in einem Arbeitsgang mit dem Lüfterrad herstellen. Dies kann vorzugs weise aus magnetisierbarem Kunststoff geschehen. Die Magnetwirkung läßt sich durch Elektromagnete erzielen, die in der bei der Herstellung verwendeten Spritz gußform angeordnet sind und die während des Erstarrungsprozesses des Lüfter radmaterials eine Ausrichtung von magnetwirksamen Partikel im Kunststoff bewir ken.

Anhand der Zeichnung ist die Erfindung weiter erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Frontansicht des erfindungsgemäßen Gebläses,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch das Gebläse von Fig. 1 und

Fig. 3 eine Einzelheit von Fig. 1 im Detail.

Das in Fig. 1 dargestellte Gebläse sitzt vor einer nicht im einzelnen gezeigten Küh lerfläche. Es bildet eine kompakte Baueinheit, bestehend aus einem zentral im Be reich seiner Drehachse 1' gelagerten Lüfterrad 1 und einem Antriebsmotor 2. Der Antriebsmotor 2 besteht aus einem Rotorteil 3 und einem Statorteil 4. Das Rotorteil 3 ist Teil des Lüfterrads 1 und aus Permanentmagneten 5 gebildet, die teilweise mit Bezugszeichen versehen und segmentartig auf dem Leitring am Rande des Lüfter rads 1 angeordnet sind. Die Magnete 5 sind in einer Richtung jeweils senkrecht zur Drehachse 1' des Lüfterrads 1 magnetisiert.

Das Statorteil 4 besteht aus zwei Spulen 4 ₁ und 4 ₂, die symmetrisch bezüglich der Achse 1' angeordnet sind. Jeder der Spulen 4 ₁ und 4 ₂ besteht wiederum aus mehre ren gegeneinander versetzten Teilspulen, von denen die Statorspule 4 ₂ in Fig. 3 in der Abwicklung gezeigt ist.

Die Statorspule 4 ₂ enthält zwei Magnetkerne 6 und drei Teilspulen 7, die in Um fangsrichtung jeweils um den Teilbetrag (hier 1/3) der Breite eines Magnetkerns 6 gegeneinander versetzt sind.

Durch eine in Umfangsrichtung gesehen aufeinanderfolgende Bestromung der Teil spulen 7 über die mit 8 bezeichneten Zuleitungen wird ein Wanderfeld erzeugt, das zusammen mit den Permanentmagneten 5 das Lüfterrad 1 um die Drehachse 1' rotieren läßt.

Das erzielbare Drehmoment und die Rotationsgeschwindigkeit ist von der zeitlichen Aufeinanderfolge der Bestromung der Teilspulen 7, der Stromstärke in diesen Teil spulen 8, den Abmessungen der Teilspulen 7 und der wirksamen bzw. erzielbaren Magnetkraft der Magnete 5 und 6 abhängig.

Claims

1. Gebläse mit einem Lüfterrad und einem zugehörigen Antriebsmotor, bestehend aus einem variabel magnetisierbaren Statorteil und einem mit dem Lüfterrad ver bundenen permanent magnetischen Rotorteil, dadurch gekennzeichnet, daß das Rotorteil am Rand des Lüfterrads (1) angeordnete Magneten (5) enthält.

2. Gebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete (5) segmentartig in einem Außenring des Lüfterrades (1) angeordnet sind.

3. Gebläse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Statorteil (4) zwei symmetrisch bezüglich der Drehachse des Lüfterrads ange ordnete variabel magnetisierbare Spulen (4 ₁, 4 ₂) besitzt

4. Gebläse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen (4 ₁, 4 ₂) ein in Umfangsrichtung verlaufendes Wanderfeld erzeugen.

5. Gebläse nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen (4 ₁, 4 ₂) senkrecht zur Drehachse (1') des Lüfterrads (1) ausgerichtet sind.

6. Gebläse nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen (4 ₁, 4 ₂) aus mehreren in Umfangsrichtung des Lüfterrads gegeneinan der versetzte Teilspulen (7) bestehen.

7. Verfahren zur Herstellung eines Lüfterrads nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete (5) aus magnetisierbarem Kunststoff gebildet sind.