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Die Erfindung betrifft ein Lüftergehäuse mit integrierter Motorelektronik.
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Bei mit elektronisch kommutierten Motoren angetriebenen Ventilatoren oder Gebläsen wird üblicherweise ein Motor mit integrierter Motorsteuerelektronik eingesetzt. Die Motorsteuerelektronik ist dabei regelmäßig in einem spezifisch dazu ausgebildeten Elektronikgehäuse aufgenommen, das sich direkt an den Motoraufbau anschließt.
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Je nach Komplexität des Aufbaus ist dabei nachteilig, dass eine Mehrzahl an Gehäusebauteile benötigt werden und ein Austausch der Motorsteuerelektronik im Servicefall aufgrund ihrer Unzugänglichkeit nicht oder nur mit großem Montageaufwand möglich ist.
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Das Elektronikgehäuse wird bei einer direkten Anbindung zwischen Motor und Motorsteuerelektronik gedichtet ausgebildet, da es innerhalb des von dem Ventilator geförderten Mediums angeordnet wird. Die Kühlmöglichkeit der Motorsteuerelektronik ist somit stark eingeschränkt.
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Weiterhin führt ein Aufbau von Motor mit daran in einem Elektronikgehäuse angeschlossener und aufgenommener Motorsteuerelektronik zu einem erhöhten axialen Platzbedarf innerhalb des Ventilatorgehäuses. Auch ist die Herstellbarkeit eines für diesen Einsatz günstigen mit Kunststoff zum Beispiel umpressten oder vergossenen Stators auf geringe Baugrößen mit relativ kleinem Durchmesser beschränkt, wodurch die Größe der Leiterplatte für die Elektronik und die vorsehbare Anzahl von Elektronikbauteilen limitiert ist.
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Aus der Patentanmeldung
DE 10 2010 012 392 A1 ist beispielsweise ein den Stand der Technik darstellender Ventilator bekannt. Aus der
DE 20 2015 103 889 U1 ist ein Ventilator und einen darin aufgenommenen Motor mit einem Stator und einem Rotor bekannt, der mit einem Ventilatorrad verbunden ist, wobei das Ventilatorengehäuse aus zumindest einem Gehäuseoberteil sowie einem Gehäuseunterteil gebildet ist und die Motorelektronik in einem der Gehäuseteile integriert ist.
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In einer anderen Bauform ist vorgesehen, dass das Gehäuse die Motorelektronik aufnimmt, wobei im Bereich der Gehäuseaufnahme eine zentrale Öffnung für das Lagerrohr vorgesehen ist, wodurch das Leiterplattenlayout eingeschränkt wird und insbesondere nicht betreffend EMV-Anforderungen optimiert ist.
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Insgesamt sind bei den im Stand der Technik bekannten Lösungen mindestens eine der nachfolgend genannten Faktoren nachteilig ausgebildet: der Bauraum, die Teilezahl, das Elektronikkühlkonzept, das EMV-Design der Leiterplatte, die Montage und/oder die Anschluss- und Verbindungsmöglichkeiten.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, vorbesagte Merkmale kumulativ zu optimieren und einen Ventilator bereit zu stellen, der zur Integration von Motor und Motorelektronik in das Ventilatorgehäuse einen geringeren axialen Bauraumbedarf aufweist und kostengünstig herstellbar ist.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Eine Grundidee der vorliegenden Erfindung betrifft die spezifische Gestaltung eines einteiligen Ventilatorgehäuses mit einem integrierten Aufnahmeraum für die Motorelektronik bzw. die Leiterplatte der Motorelektronik.
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Erfindungsgemäß wird hierzu ein Ventilatorgehäuse eines Axialventilators zur Aufnahme eines Motor und einer Motorelektronik vorgeschlagen, wobei das Ventilatorgehäuse eine im wesentlichen zylinderförmige sich in Axialrichtung erstreckende Gehäusewand mit einer ersten und einer zweiten Stirnseite aufweist, wobei im axialem Zentrum ein Motorflansch zur Aufnahme eines Motors ausgebildet ist, wobei der Motorflansch ein hohlzylinderförmiges einseitig offenes Lagerrohr zur Lagerung der Rotorwelle eines Rotors ausbildet und wobei das Lagerrohr im Bereich des Motorflansches an seinem einen Lagerrohrende verschlossen ist und der Motorflansch einen Aufnahmeraum zur Aufnahme der Motorelektronik ausbildet, der vollständig im Inneren der zylinderförmige Gehäusewand und zwar zwischen dem Lagerrohrende und der ersten Stirnseite (bzw. der Ebene die durch die erste Stirnseite aufgespannt wird) angeordnet ist.
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Erfindungsgemäß ist weiter mit Vorteil vorgesehen, dass der Motorflansch einen Ringabschnitt ausbildet und mehrere sich jeweils in Radialrichtung erstreckende Verbindungsrippen den Ringabschnitt einstückig mit der Gehäusewand verbinden.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist weiter vorgesehen, dass das Lagerrohr einstückig mit dem Ringabschnitt über mehrere sich in Radialrichtung erstreckende Verbindungsrippen verbunden ist. Die Rippen sind dabei bevorzugt sternförmig angeordnet.
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In einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Verbindungsrippen und/oder die Verbindungsrippen mit dem Ringabschnitt einen gemeinsamen Bereich aufspannen bzw. in einem gemeinsamen Bereich in Axialrichtung betrachtet angeordnet sind. Zwischen dieser Ebene und der Ebene die durch die erste Stirnseite aufgespannt wird, ist mit Vorteil der Aufnahmeraum für die Motorelektronik vorgesehen.
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In einer besonders kompakten Bauform ist vorgesehen, dass die Gehäusewand an ihrer ersten Stirnseite einen umlaufenden Kragen ausbildet, der zumindest vier Abschnitte mit jeweils geradlinigem Kantenverlauf aufweist, wobei sich jeweils zwei der vier Abschnitte gegenüber dem Zentrum diametral gegenüberliegen und zueinander parallel verlaufen. Auf diese Weise wird eine im Wesentlichen rechteckige bzw. quadratische Hüllkontur erhalten.
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Weiter vorteilhaft ist es, wenn an der Gehäusewand vier zylinderförmige Befestigungshülsen ausgebildet sind, die jeweils über einen sich in Radialrichtung erstreckenden Stegabschnitt mit der Gehäusewand einstückig verbunden sind und auf den vier Eckpositionen eines gedachten Quadrates oder eines Rechteckes angeordnet sind.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft einen Ventilator mit einem wie zuvor beschriebenen Ventilatorgehäuse, wobei der Motorflansch eine Deckelaufnahmekontur zur Aufnahme eines Motorflanschdeckels ausbildet und in dem Aufnahmeraum eine Motorelektronik umfassend eine Leiterplatte integriert ist und der Aufnahmeraum durch einen vorzugsweise demontierbaren, in die Deckelaufnahmekontur eingebrachten Motorflanschdeckel verschlossen ist.
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In einer alternativen Gestaltung ist vorgesehen, dass in dem Aufnahmeraum eine Motorelektronik umfassend eine Leiterplatte integriert ist und der Aufnahmeraum mit einer Vergussmasse gefüllt ist, die vorzugsweise die Leiterplatte allseitig umschließt. Auf diese Weise wird eine besonders dichte und gegen Umwelteinflüsse geschützte Lösung erhalten.
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Dabei ist jeweils von Vorteil, wenn die Leiterplatte ohne eine (wie im Stand der Technik bekannte) zentrale Öffnung im Bereich des Lagerrohres ausgebildet ist. Dies ist aufgrund des Konzeptes der vorliegenden Erfindung möglich. Somit kann eine z. B. vollständig den Aufnahmeraum ausnutzende Leiterplattengröße gewählt.
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In einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Motor umfassend ein Stator mit Statorspulen und ein Rotor im Ventilatorgehäuse am Motorflansch angeordnet sind, wobei der Rotor an einer in dem Lagerrohr eingebrachten Rotorwelle gelagert ist und Anschlussverbindungen der Statorspulen so vorgesehen sind, dass diese von den Spulen kommend (somit statorseitig) zur Leiterplatte hin und von dort zumindest Abschnittsweise durch die Leiterplatte hindurch verlaufen und an der gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte aus dieser zumindest Abschnittsweise herausstehen.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Leiterplattenkontaktierung auf der dem Stator abgewandten Seite der Leiterplatte vorgesehen sind. Ebenso von Vorteil ist es, wenn die Anschlussverbindungen zumindest mit ihrem Abschnitt, der innerhalb des Aufnahmeraumes verläuft, vollständig innerhalb der Vergussmasse verlaufen.
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Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figur näher dargestellt.
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Es zeigt:
- 1 eine perspektivische Ansicht der Zusammenbauteile eines Ventilators in einem nicht zusammen montierten Zustand,
- 2 eine Aufsicht auf den Ventilator gemäß 1 im zusammen montierten Zustand;
- 3 eine perspektivische Ansicht des Ventilators gemäß 2 ohne den Rotor;
- 4 eine perspektivische Ansicht des Ventilators gemäß 2 von einer rückseitigen Perspektive ohne Vergussmasse und
- 5 eine Schnittansicht durch den Ventilator aus 2.
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Im Folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die 1 bis 5 näher erläutert, wobei gleiche Bezugszeichen in den Figuren auf gleiche strukturelle und/oder funktionale Merkmale hinweisen.
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht diverser Zusammenbauteile eines Ventilators (Sicherungselemente 40, 44, Feder 41, Kugellager 42, Distanzbuchse 43) in einem nicht zusammen montierten Zustand. Zu erkennen ist ein Ventilatorgehäuse 1 eines Axialventilators. Das Ventilatorgehäuse 1 ist ausgebildet einen Motor 2 umfassend einen Stator 2a mit Statorspulen W und einen Rotor 2b aufzunehmen.
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Das Ventilatorgehäuse 1 weist eine im Wesentlichen zylinderförmige sich in Axialrichtung A erstreckende Gehäusewand 10 auf. Diese besitzt eine erste Stirnseite S1 und eine zweite Stirnseite S2. Im axialen Zentrum des Ventilatorgehäuses 1 befindet sich ein Motorflansch 11. Der Motorflansch 11 ist einerseits ausgebildet zur Aufnahme des Stators 2a sowie des Rotors 2b, wobei der Motorflansch 11 hierzu ein hohlzylinderförmiges einseitig offenes Lagerrohr 12 zur Lagerung einer Rotorwelle 14 (wie in der 5 in der schnittansicht gezeigt) aufweist.
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In der 5 ist weiter erkennbar, dass das Lagerrohr 12 im Bereich des Motorflansches 11 an seinem unteren Lagerrohrende 12u verschlossen ist. Ferner besitzt der Motorflansch 11 einen Aufnahmeraum 15 zur Aufnahme der Motorelektronik 3. Wie in der Schnittansicht gut zu erkennen ist, ist der Aufnahmeraum 15 vollständig im Inneren der zylinderförmige Gehäusewand 10 zwischen dem Lagerrohrende 12 (am Übergang vom geschlossenen Ende 12u des Lagerrohrs) und der ersten Stirnseite S1 angeordnet. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Motorelektronik 3 auf einer Leiterplatte angeordnet, die sich unterhalb des geschlossenen Endes 12u des Lagerrohrs 12 im Aufnahmeraum 15 befindet. Um die Leiterplatte herum (wie diese in der Figur im nicht vergossenen Zustand gezeigt ist) wird eine Vergussmasse 27 in den Aufnahmeraum 15 eingebracht, so dass die Leiterplatte vollständig gegen Umwelteinflüsse geschützt ist und Platz sparend im Ventilatorgehäuse 1 integriert ist.
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Der Motorflansch 11 bildet einen Ringabschnitt 20 und mehrere sich jeweils in Radialrichtung R erstreckende Verbindungsrippen 17 aus, die den Ringabschnitt 20 einstückig mit der Gehäusewand 10 verbinden. Die Verbindungsrippen 17 verlaufen dabei sternförmig von der Außenwand des Ringabschnitts 20 zur Innenwand der Gehäusewand 10. Die Verbindungsrippen 17 spannen mit dem Ringabschnitt 20 einen gemeinsamen Bereich E1 auf.
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Ferner ist das Lagerrohr 12 einstückig mit dem Ringabschnitt 20 über mehrere sich in Radialrichtung R erstreckende Verbindungsrippen 18 verbunden. Unterhalb der Verbindungsrippen ist
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In der Schnittansicht der 5 sind ferner Anschlussverbindungen 28 der Statorspulen W vorgesehen die statorseitig zur Leiterplatte 3a hin verlaufen und von dort zumindest Abschnittsweise durch die Leiterplatte 3a hindurch verlaufen und an der gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte 3a aus dieser mit ihrem endseitigten Abschnitt herausstehen. Die Leiterplattenkontaktierung erfolgt hier auf der dem Stator 2a abgewandten Seite der Leiterplatte 3a, wozu die Anschlussverbindungen 28 zumindest mit ihrem Verbindungsabschnitt und Kontaktierungsabschnitt innerhalb des Aufnahmeraumes 15 vollständig innerhalb der Vergussmasse 27 verlaufen.
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Die Gehäusewand 10 verfügt, wie zum Beispiel in den 1 und 2 ersichtlich, an ihrer ersten Stirnseite S1 über einen umlaufenden Kragen 22, der die vier Abschnitte 22a, 22b, 22c, 22d mit jeweils geradlinigem Kantenverlauf aufweist. Die geradlinigen Kantenabschnitte 22a, 22b, 22c, 22d sind jeweils über gebogene Abschnitte miteinander verbunden, wobei sich jeweils zwei der vier Abschnitte 22a, 22c, bzw. 22b, 22d gegenüber dem Zentrum diametral gegenüberliegen und zueinander parallel verlaufen. An der Gehäusewand 10 sind ferner vier zylinderförmige Befestigungshülsen 30 ausgebildet, die jeweils über einen sich in Radialrichtung erstreckenden Stegabschnitt 31 mit der Gehäusewand 10 einstückig verbunden sind.
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Die Befestigungshülsen 30 verlaufen im Wesentlichen in Axialrichtung über die gesamte Höhe des Ventilatorgehäuses 1 und befinden sich an den vier Eckpositionen eines gedachten Quadrates, somit in bzw. unmittelbar neben dem Schnittpunkt der jeweiligen Tangenten entlang der Kantenabschnitte 22a, 22b, 22c, 22d.
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Der Motorflansch 11 besitzt ferner eine Deckelaufnahmekontur 29 zur Aufnahme eines nicht näher dargestellten Motorflanschdeckels, der die Leiterplatte 3a nach außen hin verschließt bzw. abdeckt. Der Motorflanschdeckel kann dabei alternativ zur Vergussmasse 27 oder ergänzend verwendet werden.
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Zum externen Anschluss des Motors 3 ist ferner ein Kabelkanal 37 mit einem Anschlusskabel 38 vorgesehen, wobei der Kabelkanal in oder an einer Verbindungsstrebe 17 integriert oder angeordnet ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010012392 A1 [0006]
- DE 202015103889 U1 [0006]
