DE2257509A1

DE2257509A1 - Radialgeblaese

Info

Publication number: DE2257509A1
Application number: DE2257509A
Authority: DE
Inventors: Georg Fr Papst; Guetner Wrobel
Original assignee: Papst Motoren GmbH and Co KG
Current assignee: Ebm Papst St Georgen GmbH and Co KG
Priority date: 1972-11-23
Filing date: 1972-11-23
Publication date: 1974-06-06
Also published as: JPS62693A; US3961864A; GB1438313A; DE2257509C2; JPS6048640B2; JPS505906A

Description

PAPST - MOTOREN KG

7742 St. Georgen/Schwarzw. 23.11.72

055-HDP/Sf

Radialgebläse

Die Erfindung betrifft ein Radialgebläse mit zentralem, zum Lüfterrad koaxialen, und zum größeren Teil J_n diesem angeordneten Antriebsmotor, wobei der Laufraddurchmesser größer als seine dreifache axiale Länge ist, mit auf der einen großflächigen Stirnseite des Gebläse-Gehäuses befindlichen Lufteintrittsöffnungen und radialer Äbströmung durch eine Ausblasöffnung im Gehäuse über dem Umfang des Laufrades. Solche Gebläse dienen der Belüftung und/oder Wärmeabfuhr in fotomechanischen oder elektronischen oder ähnlichen Geräten. Dabei kommt es neben der Einhaltung gewisser Abmessungen zum Einbau in vorgegebene Geräte auf optimale Förderleistung (Volumen / Zeit in Abhängigkeit vom Druck) und Geräuscharmut an.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Förderleistung eines gattungsgemäßen Radialgebläses zu verbessern. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die andere, den Lufteintrittsöffnungen gegenüberliegende, großflächige Stirnseite des Gehäuses eine Metallplatte (4) aufweist, welche mit dem Stator (1) des Antriebsmotors 1, 2 gut wärmeleitend verbunden ist.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme wird der Motor stärker belastbar, ohne daß er eine maximale, zulässige Grenztemperatur erreicht, d.h. ein Laufrad mit höherem Momentenbedarf kann eingesetzt, und damit effektiv eine bessere Förderleistung erbracht werden.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der zentrale Antriebsmotor ein Außenläufer 2 ist und sein Innenstator über dessen zentralem koaxialem Lagerrohr 3 mit stirnflächigem Flansch 5 an der Metallplatte 4, vorzugsweise lösbar, befestigt ist.

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Zur weiteren Unterstützung der angestrebten Wirkung können zwischen dem einen Wickelkopf 11 und der Metallplatte 4 zusätzliche Wärmeabi eitmitte! sein.

Für eine ausgesprochen wirtschaftliche Realisierung der Erfindung wird weiter vorgeschlagen, daß der Motor ein zweipoliger Spaltpolmotor mit solcher Position im Gehäuse ist, daß eine Pollücke, d.h. auch Wickel kopf!ücke des Stators auf die Ausblasöffnung hin gerichtet ist.

Eine wesentliche Verbesserung alternativ hierzu ergibt sich» wenn der Antriebsmotor eine symmetrische Mehrphasenwicklung besitzt. Das erlaubt eine Reduzierung der Motorgröße und ensprechend eine weitere strömungsmäßige Verbesserung des Gebläses, z.B. in dem die Strömung besser geführt werden kann, da hinderliche Festkörperteile kleiner geworden sind.

Die folgende Beschreibung erläutert Ausführungsbeispiele wie in den Fig. 1-5" dargestellt. Sie enthält auch noch weitere Ausgestaltungen und Besonderheiten der Erfindung. So zeigen:

Fig. 1 eine senkrechte Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Gebläse

Fig. 2 Die Seitenansicht zu Fig. 1 von rechts

Fig. 3 einen axialen Längsschnitt zu Fig. 1. Maßstab 2:1, entsprechend Schnitt entlang III - III

Fig. 4 eine Variante, bei der ein sekundärer Luftstrom durch das Statorblechpaket gezogen werden kann

Fig. 1 zeigt die quadratische Gestalt der metallischen Gehäusewand 4, welche die Kontur des übrigen Gehäuses 8 etwa tangential umgibt, wobei der Abstand zwischen dem Randder Metallplatte 4 und der Rundung des übrigen Gehäuses 8 im Gegenuhrzeugersinn

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von oben nach links nach unten zunimmt. In den beiden linken abgerundeten Ecken sind Vertiefungen und öffnungen für Schraubmittelvzur gegenseitigen Befestigung der Gehäuseteile 4 und 8, ebenso unterhalb der Ausströmöffnung 17. Die rechte untere Ecke der Metallplatte 4 ist unter 45° in stärkerem Maße abgeschrägt, über sie ist, soweit freistehend sichtbar, die Leitungszuführung gelegt mit separater Erdungsklemme 37. Das Gehäuse 8 besteht aus Kunststoff. Die Ausblasöffnung 17 verläuft in ihrem letzten Teil parallel zur oberen Kante der Metallplatte 4, wodurch die Wand des Gehäuses 8 dort ganz bis in die Eske rechte obere Ecke des quadratischen Profils reicht. Der zentrale Rotor 2 des Antriebsmotors mit seinem koaxialen Laufrad 25 und den Schaufeln ist konzentrisch innerhalb der Einströmöffnung 7 zu sehen. Etwa vom Bereich der Schraube 19' " an nimmt der Abstand zwischen dem Laufrad Außenumfang und der Innenwand des Gehäuses 8 im Uhrzeigersinn kontinuierlich zu bis in den Bereich der rechten oberen Ecke„ der Platte 4 gemäß Fig.l. Diese Innenwand ist, wie auch der zylindrische Umfang des Laufrades, parallel zur Rotorwelle 20.

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht von rechts zu Fig. 1, welche die Kontur der Ausblasöffnung 17 rechteckig darstellt.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt nach der Linie III - Illin Fig. 1 vergrößert. Der Stator 1 ist mit einem Lagerrohr 3 versehen, welches einen flanschartigen Ansatz 5 größerer Stirnfläche aufweist, über diese Stirnfläche ist mittels Schrauben 16 der Stator und damit der gesamte Motor mit Lüfterrad an der Metallplatte 4 befestigt. Im Lagerrohr 3 sind die Lager 10 und 11, in welchen sich die Rotorwelle 20 dreht, über eine Metallscheibe'23 mit öffnungen 24 ,ist die Welle mit dem außenrotierenden Käfiggehäuse 2 drehfest verbunden, wobei die Kurzschlußringe 21 und 22 des Kurzschlußkäfigs Teil des Motorgehäuses sind. Die Wickelköpfe 11. und 12 sind nahe an der Metallplatte 4 bzw. ctm Gehäuseboden 23 des Außenläufergehäuses angeordnet. Zwischen ihnen und dem Blechpaket/des Stators

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sind Isolationsendscheiben 41 und 42 mit Kragenansätzen 51 und 52, in welche isolierende Abdeckkappen 61, 62 rotationssymmetrisch und abdichtend und die Wickelköpfe abdeckend eingesteckt sind. Diese Abdeckscheiben weisen ebenfalls kragenförmige Ansätze 71, 72 auf. Diese kragenartigen Ansätze greifen mit leichtem Preßsitz ineinander und zwar 51 mit 71 und 52 mit 72 jeweils.

Fig. 3 zeigt einen Motor» dessen Stator mit einer Spaltpolwicklung versehen ist, wobei die rechte Haifte «ü-der Zeichnung den Schnitt durch eine Pollücke zeigt, in welcher sich eintiWickelkopf</befindet. Die vertiefte Nut 13 in der Wickel kopflUcke befindet sich unter der/ftzJkfen-ZuführungPei fehlender Abdeckscheibe, bzw. bei entsprechender Gestaltung der Abdeckscheibe 62, 61 und der Isolationsendscheiben 41 und 42 und bei Ausrichtung der Wi ekelkopflücke, d.h. der Pollücke auf die Ausblasöffnung 17 kann ein zusätzlich kühlender Luftstrom durch den Stator gezogen werden, weil ein Druckgefälle durch die öffnungen 24 entlang der Nut 13 unter dem Lüfterrad 25 hindurch zur metallischen Platte 4 sich, vermöge der relativ hohen Druckdifferenz,zwischen Ausblasöffnung 17 und der einströmseitigen Stirnfläche|ausbildet, so daß eine merkliche Kühlströmung den Innenstator zusätzlich belüftet..

Fig. 4 zeigt eine Ausgestaltung zu diesem Zweck als Variante. Durch die Offnungen 24 wird entlang einer Bohrung 22 im Statorblechpaket an den Wickelköpfen 11 und 12 vorbei in den Bereich der Metallplatte 4 weiter in Pfeilrichtung 80 eine derartige Strömung erzeugt. Fig. 4 zeigt auch das Lagerrohr 3 mit seiner Flanschpartie 5 als einstückiges Teil, während in Figur 3 der Flanschteil 5 am Rohrteil 3 angelötet oder angeschweißt istjlm Kurzschlußstirnring 21 der Fig. 3 ist eine von mehreren am Umfang verteilten Bohrungen 33 angedeutet, durch weichi/QÜIaufende Ringnut 34 läuft, welche außen von der äußeren Ringwand 35 begrenzt ist. 35 ist Teil des Kurzschlußringes 21. In die umlaufendes Ring-

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nut 34 wird Wuchtblei beim elektrodynamischen Auswuchten des Rotors eingefügt» Der Rotor 2 hat im Bereich des Kurzschlußringes 21 eine Ändrehung, welche durch die Zylinderfläche 30 und die ebene Fläche 31 begrenzt ist. Der Kragen 29 des Lüfterrades 25 wird mit leichtem Preßsitz über die Fläche 30 geschoben bis an den Anschlag 31. Der Kragen 29 weist am unteren-Rand mehrere gleichmäßig über dem Umfang verteilte Ausnehmungen 36 auf und an diesen Stellen wird die Wand 35 radial each außen gedrückt und dann axial in die Ausnehmungen 36 eingestaucht zu einer Art Mietverbindung des Lüfterrades 25 auf dem Rotor 2. Die axial am Umfang weiter vorstehende Schulter 32 des Lüfterrades 25 hat zum Außendurchmesser des Rotorblechpaketes ein Spie^l von Q₃I bis 0,2 mm, damit ein sicheres Aufbringen des leichten Preßsitzes erfolgt.im Bereich der Wand 35. Die Stauchverbindung zor drehfesten Anbringung eines Lüfterrads auf einem Rotor ist auch für Äxial-Ventilatoren vorteilhaft anwendbar; hier jedoch nicht im einzelnen dargestellt. Das Lüfterrad besteht aus Kunststoff oder ist als Tiefziehteil ausgebildet mit dem axial gerichteten Kragenteil 29 und dem mehr radial gen" chteten Umfangsteil 27, an welchem die einzelnen Radialschaufeln 26 angebracht sind. Wenn der Kragenansatz 32 bis zur Fluchtlinie des angrenzenden Teils 27 im Schnitt weggelassen wird, bzw. aus Festigkeitsgründen weggelassen werden kann, verbessert sich' die Wärmeabgabe des Rotors, da dann ein wesentlicher Teil der zylindrischen Außenfläche des Rotorblechpakets der Strömung frei ausgesetzt ist. Die Verstärkungsrippen 28 können gegebenenfalls auch weggelassen werden. Sie stellen aber gerade bei einem Kunststoffteil eine erwünschte Stabilisierung dar. Die Verstärkungsrippen 28 sind radial gerichtet und über dem Umfang ebenfalls gleichmäßig verteilt, z.B. 12 Stück. Die Befestigung des Lüfterrades am Rotor auf diese Weise vermeidet umständliches Kleben und hat darüberhinaus noch den Vorteil, vom Temperaturwechsel praktisch unabhängig zu sein. Für einen einwandfreien konzentrischen Lauf ist dabei wichtig, daß die ebene Fläche 31, vorteilhafterweise gleichzeitig mit der Zylinderfläche 30 in einem Arbeitsgang

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angedreht, zur satten Anlage des Kragenteiles 29 des Liifterrades 25 dient. Die Einströmöffnung 7 des Gehäuses 8 umgibt des Rotor konzentrisch. Ihr Außenrad R ist abgerundet und liegt in radialer Position etwa in der Mitte eines M einer Schaufel 26, welche die Breite b aufweist und von der einströmseitigen Gehäusewand den Abstand d aufweist, wobei etwa die Beziehung b = 4 d eingehalten ist. Die radiale Breite des Einströmringkanals unter dem Schaufel kranz und über dem Rotor_; b_f beträgt etwa 2 - 3 ei. Figur 5 zeigt die Einzelheit "A" der Fig. 3 in fünffacher Vergrößerung gegenüber zweifacher Vergrößerung bei Fig. 3. Die Motorwelle 20 läuft dabei mit dem Rotorgewicht gegen die Anlaufscheibe 9₀axial an. Die Rotorwelle 20 ist an ihrer Abrundung poliert» ebenso die Anlauffläche 91 der Anlaufscheibe 9 riefenfrei glänzend bearbeitet. Die Anlaufscheibe 9obesteht aus vorzugsweise molykotehaltigem Kunststoff und ist von besonders vorteilhafter Gestalt-dfa die Anlauffläche 91 bzw. der Anlaufboden 92 nicht hart aufliegt» sondern wie eine durchfederungsfähige Membran ausgebildet ist, so daß auch bei Stoßen über die Rotorwelle keine die Anlaufverhältnisse nachteilig beeinflussende Einwirkung auf die Lauffläche 91 geschieht. Außerdem ist eine axiale Justierung der Anlauffläche nicht nötig, da eine selbsttätige, federnde Anpassung in bezug auf axiales Toleranzspiel - stattfindet. Um die Durchbiegung des Bodens 92 n4eht über ein zulässiges Maß hinaus zu verhindern, ist ein konzentrischer Ansatz 93 vorgesehen, welcher einen Spalt s zur ebenen Stirnfläche 94 der Anlaufscheibe bildet. Der Spalt s bildet die xnlxxxige maximale Durchbiegung, da dann der Ansatz 5*3 im zusammengebautem Zustand an der Metallplatte 4 in der Ebene 94 anliegt. Zur gleichzeitigen Abdichtung gegenüber dem Lagerrohrinnenraum weist die Anlaufscheibe 90 außen eine elastische,abdichtende,umlaufende Ringkante 95 auf» welche beim Zusammenbau durch Anziehen der Schraube 16 abdichtend gegen das Lagerrohr 3 bzw. Flansch 5 anliegend deformiert wird. Diese Deformierung der Ringschulter 95 beim Zusammenbau wirkt der Durchbiegung des Bodens 92 unter dem Rotorgewicht entgegen; wirkt also außerdem zusätzlich wie eine Art Gegen-Vorspannung. Wird

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die Ringschu^ter 95 axial dicker gemacht und etwa im Bereich des Bodens 92 angeorndet, wird diese Wirkung noch verstärkt.

Der Boden 92 ist zwischen den radial starken Kragen 96, 97 angeordnet. Die Ringschulter 95 bildet auch einen Anschlag bei der Montage.

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Claims

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Patentansprüche

Radialgebläse mit zentralem, zum Lüfterrad koaxialen, und zum größeren Teil vn diesem angeordneten Antriebsmotor, wobei der Laufraddurchmesser größer als seine dreifache axiale Länge ist, mit auf der einen großflächigen Stirnseite des Gebläse-Gehäuses befindlichen Lufteintrittsöffnungen und radialer Abströmung durch eine Ausblasöffnung im Gehäuse über dem Umfang des Laufrades dadurch g e ■ kennzei chnet, daß die andere, den Lufteiritrittsöffnungen gegenüberliegende, großflächige Stirnseite des Gehäuses eine Metallplatte (4) aufweist, welche mit dem Stator (1) des Antriebsmotors (1, 2) gut wärmeleitend verbunden ist.
2) Radialgebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Antriebsmotor ein Außenläufer (2) ist und sein Innenstator (1) über dessen zentralem koaxialem Lagerrohr (3) mit stirnflächigem Flansch (5) an der Metallplatte (4), vorzugsweise lösbar, befestigt ist.
3) Radialgebläse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem einen Wickelkopf (11) und der Metallplatte (4) zusätzliche Wärmeableitmittel sind.
4) Radialgebläse nach einem der Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor ein Zweipoliger Spaltpolmotor mit solcher Position im Gehäuse ist, daß eine Pollücke, d.h. auch Wickel kopf Tücke des Stators auf die Ausblasöffnung hin gerichtet ist.
5) Radialgebläse nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor eine symmetrische Mehrphasenwicklung besitzt.

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6) Radialgebläse nach einem der Ansprüche 2-5, dadurch ge-. kennzeichnet, daß die zylindrische Mantelfläche des Blechpakets des Außenkäfigrotors mehr als 2/3 frei ist.

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