DE2804756A1

DE2804756A1 - Luefterrad fuer elektrische maschinen

Info

Publication number: DE2804756A1
Application number: DE19782804756
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl Ing Frister
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1978-02-04
Filing date: 1978-02-04
Publication date: 1979-08-09
Also published as: GB1597750A; US4289449A; FR2416583A1

Description

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rotierenden Teils angeregten und verursachten Geräusche. Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Lüfterrad für elektrische Maschinen nach der Gattung des tlauptanspruchs. Es ist bekannt, elektrische Maschinen, beispielsweise Elektromotoren oder Generatoren Lüfterräder zuzuordnen, die innerhalb oder außerhalb des Gehäuses auf einem Wellenende der Maschinenwelle aufgebracht sind und für eine Kühlluftströmung in vorwiegend axialer Richtung durch die elektrische Maschine sorgen. Ein solches Lüfterrad besteht üblicherweise aus einem äußeren Lüfterkranz mit Erstreckungen in axialer Richtung, die für die gewünschte Luftbewegung sorgen, sowie aus einer inneren, sehr häufig mit dem Lüfterkranz einstückig ausgebildeten Halteanordnung, die eine Aufnahmebohrung für die Befestigung auf der Maschinenwelle aufweist. Es ist bekannt, solche Lüfterräder in Form von Kunststoff lüftern mit Blecheinlagen auszubilden, um die Festigkeit zu vergrößern. Weiterhin sind bekannt Lüfterräder aus Aluminiumdruckguß oder einfache Blechlüfter in geprägter, einstückiger Ausbildung. Bei den bekannten Lüfterrädern ergibt sich der Nachteil, daß es zu erheblichen Geräuschentwicklungen und Vibrationen kommen kann, die nicht allein auf das Fließen der angesaugten Kühlluft zurückzuführen sind. Tatsächlich können bei elektrischen Maschinen durch elektromagnetische oder mechanische Anregungen achsparallele Schwingungen der rotierenden Teile vorkommen, die bei den angebauten scheibenförmigen Radiallüftcirn zur Abstrahlung störender Geräusche führen. Diese Geräuschabstrahlung ist von der Form, der Masse, der Federeigenschaften und der inneren Dämpfung des Lüfters abhängig und üblicherweise auf Resonanzphänomene zurückzuführen. In diesem Zusammenhang ist es bei einfachen Blechlüftern bekannt, als Dämpfungsmaßnahme die scheibenförmigen Flächen mit Antidröhnmassen zu beschich-

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ten. Man verlagert hierdurch jedoch sehr häufig das Auftreten der Geräusche und Vibrationen nur in andere Drehzahlbereiche.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Lüfterrad mit den kennzeichnenden Merkmalen des liauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Dämpfung so groß ist, daß bei allen möglichen Betriebsbedingungen und Drehzahlen der elektrischen Maschine die Entstehung von Geräuschen auf die geschilderte Art durch achsparailele Schwingungen verhindert, auf jeden Fall in hohem Maße vermindert ist.

Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß durch die hohe Dämpfung des Lüfterrades dieses der Entstehung achsparalleler Schwingungen des rotierenden Teils, also üblicherweise der Maschinenwelle, entgegenwirkt, so daß sich insgesamt ein ruhigeres Laufverhalten und eine größere Lebensdauer ergibt.

Schließlich ist von besonderem Vorteil die gegenüber den bekannten Lüftern einfachere und daher kostengünstigere Herstellung .

Durch die in den Unteransprächen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Lüfterrads möglich. Besonders vorteilhaft ist hier, daß durch eine ergänzende Beschichtung der inneren, aus mehreren Flächenteilen bestehenden Halteanordnung durch Wirbelsintermassen eine höhere Temneraturbeständigkeit sowie ein allseitiger Korrosionsschutz erreicht wird.

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Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lüfterrades, dessen innere Halteanordnung aus
mehreren Einzelblechen besteht, Fig. 2 eine zweite Ausführuncrsform, bei der die Einzelbleche ergänzend mit äußeren Wirbelsinterschichten versehen sind und Fig. 3 eine alternative Ausführungsform, bei der die die Halteanordnung bildenden Flächenteile in radialer Erstreckung geschichtet sind.

Beschreibung der Erfindungsbeispiele

Der Grundgedanke vorliegender Erfindung besteht darin, durch
eine besonderej konstruktive Gestaltung die Dämpfung des Lüfterrades so groß zu machen, daß die Abstrahlung von Geräuschen und das Entstehen von Vibrationen, d.h. eine Schwingungsbildung
schlechthin, verhindert, zumindest stark vermindert wird. Das
erfindungsgemäßa Lüfterrad ist in zwei Teilbereiche aufgeteilt, nämlich in einen äußeren Lüfterkranz, der bevorzugt als ringförmige Kunststoffkontur ausgebildet ist und auch die einzelnen LUfterflügel trägt, und in eine innere Halteanordnung, die der
Lagerung dor. LQfterkranzes und der Befestigung auf der Maschinenwelle dient. Von wesentlicher Bedeutung ist die Ausbildung dieser inneren Halteanordnung, die aus mehreren, also aus mindestens zwei in aneinandergrenzender Schichtung angeordneten Flächenteilen besteht. Di" rlächenteile können von ring- oder scheibenförmiger Form sein.

Tn Fig. 1 ist der äußere Lüfterkranz mit 1 bezeichnet, ein dargestellter Lüftorflagel trägt das Rezugszeichen 2. Die den Lüftorkranz tragende Halteanordnung 3 bestaht aus mehreren, anein-

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anderliegenden Einzelscheiben 3a, 3b und 3c, die in axial aneinandergrenzender Schichtung angeordnet sind und bevorzugt gleiche radiale Abmessungen aufweisen. Sämtliche, die Halteanordnung 3 bildenden Scheiben 3a bis 3c sind von der ringförmigen Kunststoffkontur des Lüfterkranzes 1 umspritzt. Es ist möglich, die einzelnen Scheiben 3a bis 3c, die in bevorzugter Ausführung Blechscheiben sein können, frei bei inniger gegenseitiger Anlage aufeinanderzuschichten, sie können aber auch an bestimmten Stellen miteinander verbunden oder großflächig, beispielsweise durch Kleben miteinander verbunden werden. Durch die Anordnung einer Vielzahl dünner Einzelblechscheiben, die an ihrem äußeren Randbereich auf jeden Fall durch die Umspritzung mit der ringförmigen Kunststoffkontur des Lüfterkranzes 1 zusammengehalten werden, wird die Dämpfung erheblich erhöht, beispielsweise durch die Reibung zwischen den Einzelblechen, so daß es zu einer Unterdrückung achsparalleler Membranschwingungen kommt. Die Dämpfungserhöhung kann noch verstärkt werden durch unterschiedliche Dickenausbildung der einzelnen Blechscheiben, denn hierdurch ergeben sich unterschiedliche Resonanzbereiche der Blechscheiben, bei denen diese für Schwingungen besonders empfänglich sind. Dadurch dämpfen immer andere Einzelblechscheiben bei bestimmten anregenden Frequenzen (etwa entsprechend den Maschinendrehzahlen) eine mögliche Schwingungsneigung einer gegebenen Blechscheibe. Dadurch wird eine solche Halteanordnung gegenüber Schv/ingungseinwirkungen völlig unempfindlich und ist in vorteilhafter Weise noch in der Lage, die Entstehungsquelle der Schwingungen selbst dämpfend zu beeinflussen, so daß neben der Verbesserung des Lüfterrades auch allgemein das Betriebsverhalten der elektrischen Maschine und ihre Lebensdauer verbessert wird.

Bei der Darstellung der Fig. 2 ist ebenfalls ein bevorzugt aus Kunststoff bestehender Lüfterkranz 1 vorgesehen mit einer aus

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einer Schichtung von scheibenförmigen Einzelblechen bestehenden Halteanordnung 3¹, bei der aber die Dämpfungswirkung noch dadurch vergrößert wird, daß auf den äußeren Blechscheiben 3a¹, 3c' Wirbelsintermassen aufgebracht sind, die aus geeigneten Kunststoffen bestehen und durch ihre höhere Temperaturbeständigkeit das Lüfterrad auch für den Einsatz bei hohen Umgebungstemperaturen geeignet machen. Gleichzeitig bildet der Wirbelsinterüberzug einen allseitigen Korrosionsschutz.

Eine zu der Ausführungsform der Figuren 1 und 2 alternative Ausführungsform einer Halteanordnung für ein Lüfterrad ist in Fig. 3 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht die Halteanordnung 3" aus in radialer Richtung in angrenzender Schichtung angeordneten ringförmigen Flächenteilen, nämlich einer inneren scheibenförmigen Struktur 4 mit Aufnahmebohrung 5 für die Lüfterwelle, einer angrenzenden ringförmigen Struktur 6 und einer v/eiteren Ringscheibe 7. Die Verbindung der Ringscheiben und 7 mit der inneren Lagerscheibe 4 wird durch den Lüfterkranz 1' bewirkt, der bevorzugt wiederum in Form einer Kunststoffumspritzung ausgebildet und soweit heruntergezogen ist, daß die Ringscheiben 6 und 7 völlig und die innere Scheibe 4 teilweise umfaßt werden. Es versteht sich, daß auch zusätzliche Befestigungsmöglichkeiten vorgesehen sein können. Auch durch eine solche Anordnung läßt sich das Entstehen achsparalleler Membranschwingungen erheblich dämpfen.

Durch die Verwendung einfacher Blechscheiben für die Halteanordnung, die von einer ringförmigen Kunststoffkontur als Lüfterkranz umspritzt werden, läßt sich der Aufbau von Lüfterrädern für elektrische Maschinen erheblich verbilligen, bei gleichzeitiger starker innerer Dämpfung des Lüfters, so daß die Abstrahlung störender Geräusche über den an die elektrische Maschine angebauten scheibenförmigen Radiallüfter verhindert wird.

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Claims

Patentansprüche:

( 1.JLüfterrad für elektrische Maschinen, insbesondere für Gleich- oder Drehstromgeneratoren bei Kraftfahrzeugen, mit einem äußeren Lüfterkranz und einer diesen lagernden,scheibenartigen Halteanordnung mit Aufnahmebohrung für die Maschinenwelle, dadurch gekennzeichnet, daß äußererLüfterkranz (1, 1') getrennt zur Halteanordnung (3, 3¹) ausgebildet ist und die Halteanordnung (3, 3¹) eine Mehrzahl von ring- oder scheibenförmigen Flächenteilen (3a, 3b, 3c; 3a¹, 3b¹, 3c¹; 4, 6, 7) umfaßt, die in ihrer Gesamtheit die Halteanordnungen bilden und in aneinandergrenzender Schichtung angeordnet sind.
2. Lüfterrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächenteile scheibenförmig mit gleichen radialen Abmessungen ausgebildet und in axialer Schichtung aneinandergelegt sind.
3. Lüfterrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die scheibenförmigen Flächenteile als dünne Einzelblechscheiben ausgebildet sind.
4. Lüfterrad nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelblechscheiben punkt- oder flächenartig miteinander verbunden sind.

5. Lüfterrad nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelblechscheiben (3a, 3b,

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3c; 3a¹, 3b¹, 3c¹) von einer den Lüfterkranz (1) mit Lüfterflügel (2) bildenden ringförmigen Kunststoffkontur umspritzt sind.

6. Lüfterrad nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Einzelblechscheiben zusätzlich Wirbelsinterüberzüge aus geeigneten Kunststoffen aufweisen.

7. Lüfterrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Halteanordnung (3") bildenden Flächenteile ringförmig ausgebildet sind und in radialer Schichtung aneinandergrenzen.

3. Lüfterrad nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächenteile der Halteanordnung Ringscheiben (4, 6, 7) sind und daß sämtliche äußeren Ringscheiben (6, 7) ganz und die innere Ringscheibe (4) mit Aufnahmebohrung (5) für die Maschinenwelle teilweise von der Kunststoffkontur des Lüfterkranzes (1¹) umspritzt sind.

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