DE2257509C2

DE2257509C2 - Radialgebläse

Info

Publication number: DE2257509C2
Application number: DE2257509A
Authority: DE
Inventors: Georg Fr. 7742 St Georgen Papst; Günter 7730 Villingen Wrobel
Original assignee: Papst Motoren & Co Kg 7742 St Georgen GmbH; 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: 1982-09-02
Also published as: DE2257509A1; JPS62693A; JPS505906A; JPS6048640B2; US3961864A; GB1438313A

Description

Die Erfindung betrifft ein Radialgebläse mit zentralem, zu einem Lüfterrad koaxialem und im wesentlichen in diesem angeordnetem Antriebsmotor und mit einem spiralförmigen Gehäuse, das auf der Stirnseite eine großflächige Lufteintrittsöffnung aufweist und mit einer radialen Ausblasöffnung versehen ist, die dem Umfang des eine radiale Abströmung und einen Durchmesser von mehr als seiner dreifachen Länge und einen Antriebsmotor besitzenden Lüfterrades zugeordnet ist, wobei der die Lufteintrittsöffnung und die Ausblasöffnung enthaltende Gehäuseteil aus Kunststoff hergestellt ist und die gegenüberliegende Rückseite des Gehäuses im wesentlichen aus einer Platte besteht, an welcher wenigstens der Stator des Antriebsmotors gehalten ist.

Bei einem bekannten Radialgebläse dieser Art (DE-OS 20 00 844) bildet der Kunststoffgehäuseteil, der das Lüfterrad umgibt, auch einen Teil der Gehäuserückwand, die mit einer kreisförmigen Öffnung versehen ist, in die die den Stator des Antriebsmotors tragende Platte eingesetzt ist. Diese Platte besteht ebenfalls aus Kunststoff. Die Herstellung des Gehäuses aus Kunststoff ist von Vorteil, da der die Luftströmung beeinflussende Gehäuseteil in der gewünschten Form relativ einfach hergestellt werden kann. Derartige Radialgebläse können deshaib auf eine optimale Förderleistung ausgelegt werden, während zum anderen die Geräuscharmut erhalten bleibt insbesondere bezüglich der Übertragung von Luftgeräuschen. Radialgebläse dieser Art werden häufig innerhalb von Geräten

ic eingebaut um in diesem Gerät eine Kühlluftströmung zu erzeugen. Eine Schwierigkeit besteht darin, daß der Antriebsmotor des Lüfterrades selbst Wärme erzeugt die oft nur schwierig abgeführt werden kann, insbesondere da auch der Kunststoff eine.relativ schlechte

' 5 Wärmeleitfähigkeit besitzt

Bei Kleinmotoren mit einem Außenrotor und einem Innenstator war es bekannt (DE-PS 6 76 590), den Stator mit gut wärmeleitenden metallischen Halteelementen an einem plattenförmigen Flansch anzubringen, so daß eine Wärmeableitung erzielt wird.

Bei Axialgebläsen, bei welchen das Gebläsegehäuse aus Metall hergestellt ist ist es bekannt (DE-GM 69 12 896, DE-AS 16 28 301), die zu kühlenden elektrischen Bauteile gut wärmeleitend mit den Metallflächen zu verbinden, aus denen der Wärmestrom abgeführt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Radialgebläse der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem eine gute Wärmeabfuhr ermöglicht wird,

so daß der Antriebsmotor stärker belastbar ist ohne daß eine zulässige Grenztemperatur erreicht wird. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die die Rückseite des Gehäuses bildende Platte eine Metallplatte ist an welcher der Stator des Antriebsmotors mit gut wärmeleitenden metallischen Halteelementen gehalten ist und daß die Metallplatte eine wenigstens annähernd quadratische Grundfläche aufweist wobei ihre Ränder an drei Seiten über die Kanten des Kunststoffgehäuseteils überstehen und dieses — in axialer Richtung gesehen — etwa tangential einfassen, während der vierte Rand parallel zur Ausblasöffnung verläuft.

Nach der erfindungsgemäßen Ausbildung besteht das Gebläsegehäuse aus einem Kunststoffgehäuseteil und einer Metallplatte, wodurch sich in überraschender

Weise die Vorteile der bekannten Bauarten miteinander kombinieren lassen, ohne daß deren Nachteile in Kauf genommen werden müssen. Für das die Luftströmung beeinflussende Gehäuseteil ist ein Kunststoff gewählt worden, so daß eine einfache Formgebung bezüglich

so einer optimalen Förderleistung erhalten wird. Die Metallplatte erlaubt darüber hinaus eine erhöhte Wärmeabfuhr, die durch einen Kunststoff nicht möglich wäre. Dabei erhält die Metallplatte eine vorteilhafte Größe und vorteilhafte Anordnung, die sich auf die Wärmeabfuhr durch Wärmestrahlung und Konvektion günstig auswirkt, da die Metallplatte auch nach vorne in dem über das Kunststoffgehäuseteil überstehenden Bereich Wärme abgeben kann. Die Metallplatte gestattet darüber hinaus eine einfache Befestigung des

Kunststoffgehäuseteils an dieser Metallplatte und eine einfache Befestigung des gesamten Gebläses an einem Halteteil.

Die folgende Beschreibung erläutert Ausführungsbeispiele der Erfindung. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht in axialer Richtung auf ein erfindungsgemäßes Radialgebläse,

F i g. 2 eine Seitenansicht der F i g. 1 von rechts,
Fig.3 einen axialen Schnitt durch das Radialgebläse

>i nach Fig. 1 im Maßstab2 : !,entlangder Linie IH-III,

F i g. 4 eine Variante eines Radialgebläses, bei dem ein sekundärer Luftstrom durch das Statorblechpaket gezogen werden kann und

Fig.5 eine Einzelheit der Fig.3 in größerem -ij Maßstab.

;> Fig. 1 zeigt die quadratische Gestalt einer Metallic platte 4, welche die Kontur des übrigen Gehäuseteils 8 etwa tangential umgibt, wobei der Abstand zwischen dem Rand der Metallplatte 4 und der Rundung des 5 übrigen Gehäuseteils 8 im Gegenuhrzeigersinn von '^:: oben nach links nach unten zunimmt In den beiden J linken abgerundeten Ecken sind Vertiefungen und ^:"t| öffnungen für Schrauben 19 zum Verbinden der * Metallplatte 4 und des Gehäuseteils 8, ebenso unterhalb ■'■' der Ausblasöffnung 17 vorgesehen. Die rechte untere ; Ecke der Metallplatte 4 ist unter 45° in stärkerem Maße I-ι abgeschrägt Über sie ist soweit freistehend sichtbar, die :■:.; Leitungszuführung gelegt mit separater Erdungsklem- ;: me 37. Das Gehäuseteil 8 besteht aus Kunststoff. Die Ausblasöffnung 17 verläuft in ihrem letzten Teil parallel zur oberen Kante der Metallplatte 4, wodurch die Wand des Gehäuseteils 8 dort ganz bis in die rechte obere Ecke des quadratischen Profils der Metallplatte 4 reicht. Der zentrale Rotor 2 des Antriebsmotors mit seinem ; koaxialen Lüfterrad 25 und den Schaufeln 26 ist • v konzentrisch innerhalb der Lufteintrittsöffnung 7 zu j sehen. Etwa vom Bereich der Schraube 19 im Bereich der Lufteintrittsöffnung 7 an nimmt der Abstand ]a zwischen dem Lüfterrad-Außenumfang und der Innen- ;'-^; wand des Gehäuseteils 8 im Uhrzeigersinn kontinuier- I lieh bis in den Bereich der rechten oberen Ecke der ^! Metallplatte 4 gemäß Fig. 1 zu. Diese Innenwand ist, , wie auch der zylindrische Umfang des Lüfterrades 25, parallel zur Rotorwelle 20 angeordnet.

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

Fig.3 zeigt einen vergrößerten Schnitt nach der Linie HI-III in Fig. 1. Der Stator 1 ist mit einem Lagerrohr 3 versehen, welches einen flanschartigen Ansatz 5 mit größerer Stirnfläche aufweist. Über diese Stirnfläche ist mittels Schrauben 16 der Stator 1 und damit der gesamte Motor zusammen mit dem Lüfterrad 25 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 Bohrungen 24 ist [ die Rotorwelle 20 mit dem außenrotierenden Rotor 2 drehfest verbunden, wobei die Kurzschlußringe 21 und ; 22 des Kurzschlußkäfigs Teil des Motorgehäuses sind. ''r Die Wickelköpfe 12 und 12' sind nahe an der [■;.' Metallplatte 4 bzw. an der Metallscheibe 23 angeordnet. ¹J: Zwischen ihnen und dem Blechpaket des Stators 1 sind ; Isolationsendscheiben 41 und 42 mit Kragenansätzen 51 und 52 angeordnet, in welche isolierende Abdeckkap- [ pen 61,62 rotationssymmetrisch und abdichtend und die Wickelköpfe abdeckend eingesteckt sind. Diese Abdeckkappen 61, 62 weisen ebenfalls kragenförmige Ansätze 71,72 auf. Diese kragenartigen Ansätze 51 und \\ 71 bzw. 52 und 72 greifen mit leichtem Preßsitz ;., ineinander.

,■ ι F i g. 3 zeigt einen Antriebsmotor, dessen Stator 1 mit

;; einer Spaltpolwicklung versehen ist, wobei die rechte Hälfte der Zeichnung den Schnitt durch eine Pollücke zeigt, in welcher sich eine Wickelkopflücke befindet. Die vertiefte Nut 13 in der Wickelkopflücke befindet sich unter der Litzenzuführung. Bei fehlenden Abdeckkapoen 61, 62 bzw. bei entsprechender Gestaltung der Abdeckkappen 61,62 und der Isolationsendscheiben 41 und 42, und bei Ausrichtung der Wickelkopflücke, d. h. der Pollücke, auf die Ausblasöffnung 17, kann ein zusätzlich kühlender Luftstrom durch den Stator 1 gezogen werden, weil ein Druckgefälle durch die Bohrungen 24 entlang der Nut 13 unter dem Lüfterrad 25 hindurch zur Metallplatte 4 sich, vermöge der relativ hohen Druckdifferenz zwischen Ausblasöffnung 17 und der einströmseitigen Stirnfläche ausbildet, so daß eine

ίο merkliche Kühlströmung den Stator 1 innen zusätzlich belüftet

F i g. 4 zeigt eine Ausgestaltung zu diesem Zweck als Variante. Durch die Bohrungen 24 wird entlang einer Bohrung 42 im Statorblechpaket an den Wickelköpfen

is 12 und 12' vorbei in den Bereich der Metallplatte 4 weiter in Pfeilrichtung 80 eine derartige Strömung erzeugt F i g. 4 zeigt auch das Lagerrohr 3 mit seinem flanschartigen Ansatz 5 als einstückiges Teil, während in Fig.3 der Ansatz 5 am Lagerohr 3 angelötet oder angeschweißt ist.

Im Kuizschlußring 21 der Fig.3 ist eine von mehreren am Umfang verteilten Bohrungen 33 angedeutet, dutch welche eine umlaufende Ringnut 34 läuft, welche außen von der äußeren Wand 35 des Kurzschlußringes 21 begrenzt ist In die umlaufende Ringnut 34 wird Wuchtblei beim elektrodynamischen Auswuchten des Rotors 2 eingefügt. Der Rotor 2 hat im Bereich des Kurzschlußringes 21 eine Andrehung, welche eine Zylinderfläche 30 und einen Anschlag 31 bildet. Der Kragen 29 des Lüfterrades 25 wird mit leichtem Preßsitz über die Zylinderfläche 30 bis an den Anschlag 31 geschoben. Der Kragen 29 weist am unteren Rand mehrere gleichmäßig über dem Umfang verteilte Ausnehmungen 36 auf. An den Stellen dieser Ausnehmungen 36 wird die Wand 35 radial nach außen gedrückt und dann axial in die Ausnehmungen 36 zu einer Art Nietverbindung des Lüfterrades 25 auf dem Rotor 2 eingestaucht. Die axial am Umfang weiter vorstehende Schulter 32 des Lüfterrades 25 hat zum Außendurchmesser des Rotorblechpaketes ein Spiel von 0,1 bis 0,2 mm, damit ein sicheres Aufbringen des leichten Preßsitzes erfolgt. Diese Stauchverbindung zur drehfesten Anbringung eines Lüfterrades auf einem Rotor ist auch für Axial-Ventilatoren vorteilhaft anwendbar; hier jedoch nicht im einzelnen dargestellt. Das Lüfterrad 25 besteht aus Kunststoff und ist z. B. als Tiefziehieil ausgebildet mit dem axial gerichteten Kragen 29 und dem mehr radialgerichteten Umfangsteil 27, an welchem die einzelnen Schaufeln 26 angebracht sind. Wenn die Schulter 32 bis zur Fluchtlinie des angrenzenden Umfangsteils 27 weggelassen wird, bzw. aus Festigkeitsgründen weggelassen werden kann, verbessert sich die Wärmeabgabe des Rotors 2, da dann ein wesentlicher Teil der zylindrischen Außenfläche des Rotorblechpakets der Luftströmung frei ausgesetzt ist. Die Verstärkungsrippen 28 können gegebenenfalls auch weggelassen werden. Die 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 25 am Rotor 2 auf diese Weise vermeidet umständliches Kleben und hat darüber hinaus noch den Vorteil, vom Temperaturwechsel praktisch unabhängig zu sein. Für einen einwandfreien konzentrischen Lauf ist dabei wichtig, daß der Anschlag 31, der vorteilhafterweise gleichzeitig mit der Zylinderfläche 30 in einem Arbeitsgang angedreht wird, zur satten Anlage des Kragens 29 des

Lüfterrades 25 dient. Die Lufteintrittsöffnung 7 des Gehäuseteils 8 umgibt den Rotor 2 konzentrisch. Ihr Außenrand R ist abgerundet und liegt in radialer Position etwa in der Mitte Meiner Schaufel 26, welche die Breite bund von der einströmseitigen Gehäusewand den Abstand d aufweist, wobei etwa die Beziehung b = 4d eingehalten ist. Die radiale Breite h der ringkanalförmigen Lufteintrittsöffnung unter dem Schaufelkranz und über dem Rotor beträgt etwa 2 bis 3d.

F i g. 5 zeigt eine Einzelheit der F i g. 3 in fünffacher Vergrößerung gegenüber zweifacher Vergrößerung bei Fig.3. Die Rotorwelle 20 läuft dabei mit dem Rotorgewicht gegen die Anlaufscheibe 9 axial an. Die Rotorwelle 20 ist an ihrer Abrundung poliert, ebenso ist die Anlauffläche 91 der Anlaufscheibe 9 riefenfrei glänzend bearbeitet. Die Aniaufscheibe 9 besteht aus vorzugsweise molykotehaltigem Kunststoff und ist von besonders vorteilhafter Gestalt, die Anlauffläche 91 bzw. der Boden 92 wie eine durchfederungsfähige Membran ausgebildet ist, so daß auch bei Stoßen über die Rotorwelle 20 keine die Laufverhältnisse nachteilig beeinflussende Einwirkung auf die Anlauffläche 91 geschieht. Außerdem ist eine axiale Justierung der Anlauffläche 91 nicht nötig, da eine selbsttätige, federnde Anpassung in bezug auf axiales Toleranzspiel stattfindet. Um die Durchbiegung des Bodens 92 über ein zulässiges Maß hinaus zu verhindern, ist ein zur Rotorwelle 20 konzentrischer Ansatz 93 vorgesehen, welcher einen Spalt s zur ebenen Stirnfläche 94 der Anlaufscheibe 9 bildet. Der Spalt s bildet die maximale Durchbiegung, da dann der Ansatz 93 im zusammengebautem Zustand an der Metallplatte 4 anliegt. Zur

ι ο gleichzeitigen Abdichtung gegenüber dem Lagerrohrinnenraum weist die Anlaufscheibe 9 außen eine elastische, abdichtende, umlaufende Ringschulter 95 auf, welche beim Zusammenbau durch Anziehen der Schraube 16 abdichtend gegen das Lagerrohr 3 bzw. den Ansatz 5 anliegend deformiert wird. Diese Deformierung der Ringschulter 95 beim Zusammenbau wirkt der Durchbiegung des Bodens 92 unter dem Rotorgewicht entgegen. Sie wirkt also wie eine Art Gegen-Vorspannung. Wird die Ringschulter 95 axial dicker gemacht und etwa im Bereich des Bodens 92 angeordnet, 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.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Radialgebläse mit zentralem, zu einem Lüfterrad koaxialem und im wesentlichen in diesem angeordneten Antriebsmotor und mit einem spiralförmigen Gehäuse, das auf der Stirnseite eine großflächige Lufteintrittsöffnung aufweist und mit einer radialen Ausblasöffnung versehen ist, die dem Umfang des eine radiale Abströmung und einen Durchmesser von mehr als seiner dreifachen Länge und einen Antriebsmotor besitzenden Lüfterrades zugeordnet ist, wobei der die Lufteintrittsöffnung und die Ausblasöffnung enthaltende Gehäuseteil aus Kunststoff hergestellt ist und die gegenüberliegende Rückseite des Gehäuses im wesentlichen aus einer Platte besteht an welcher wenigstens der Stator des Antriebsmotors gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß die die Rückseite des Gehäuses bildende Platte eine Metallplatte (4) ist, an welcher der Stator (1) des Antriebsmotors mit gut wärmeleitenden metallischen Halteelementen (3, 5, 16) gehalten ist, und daß die Metallplatte (4) eine wenigstens annähernd quadratische Grundfläche aufweist, wobei ihre Ränder an drei Seiten über die Kanten des Kunststoffgehäuseteils (8) überstehen und dieses — in axialer Richtung gesehen — etwa tangential einfassen, während der vierte Rand parallel zur Ausblasöffnung (17) verläuft

2. Radialgebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem Wickelkopf (12') und der Metallplatte (4) ein zum Bereich des Lüfterrades (25) offener Luftspalt (F i g. 4) belassen ist, der über eine oder mehrere axiale Bohrungen (24) mit der Außenluft im Bereich der Stirnseite des Gehäuses in Verbindung steht.

3. Radialgebläse nach einem der Ansprüche 1 und

2, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor ein zweipoliger Spaltpolmotor mit solcher Position im Gehäuse ist, daß eine Pollücke, d. h. auch Wickelkopflücke (Nut 13) des Stators auf die Ausblasöffnung (17) hin gerichtet ist.

4. Radialgebläse nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor eine symmetrische Mehrphasenwicklung besitzt.