DE3324076C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patent­ anspruches 1.

Bei einer bekannten Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 (DE-OS 24 60 294) ist ein elektrischer Gebläsemotor an der Rückwand eines Back­ ofens befestigt, wobei die Abtriebswelle durch die genannte Rückwand hindurchragt und im Inneren des Backofens ein Gebläserad trägt. Der Gebläsemotor befindet sich hierbei im Zwischenraum zwischen der genannten Rückwand oder Muffelwand des Backofens und einer äußeren Wand des Backofengehäuses. Es hat sich gezeigt, daß der Gebläsemotor hierbei mehreren thermischen Einflüssen unterworfen ist. Zum ei­ nen erwärmt sich der Gebläsemotor bei Betrieb von selbst; zum anderen ergibt sich bei Betrieb des Backofens ein Wärmefluß in Richtung zum Gebläserad hin, z. B. über die Abtriebswelle. Dadurch ist eine Überhitzung des Gebläsemotors zu befürchten bzw. eine vorzeitige Abschaltung des Motors aufgrund der eingebauten thermischen Sicherungen. In der Praxis hat sich gezeigt, daß die unmittelbare Umgebung des Ge­ bläsemotors hierbei hohe Temperaturwerte annimmt, die oft sogar höher sind als die Temperatur, die im Inneren des Motors gemessen wird. Um diese Umgebungswärme abzuführen, ist bei der vorgenannten bekannten Vorrichtung auf der Abtriebswelle außerhalb der Backofenmuffel ein Gebläserad vorgesehen, das die Umgebungsluft im wesentlichen radial wegschleudert. Im Bereich des Gebläsemotors sind in der benachbar­ ten Wand des Backofengehäuses Lüftungsöffnungen zum Einströmen von den Motor beaufschlagender Kühlluft vorgesehen. Es hat sich gezeigt, daß hierdurch bei Vorlie­ gen von extremen thermischen Einflüssen eine ausreichende Kühlung des Gebläsemo­ tors nicht gewährleistet ist, wohl deshalb nicht, weil die zusätzlichen Lüfterschaufeln in der Umgebung des Gebläsemotors eine Turbulenz erzeugen, die eine intensive Strömung der Kühlluft zum Motor hin erschwert. Bei einer anderen bekannten Lüf­ tungsvorrichtung (DE-GM 17 70 280) sind an der Peripherie, jedoch innerhalb des Motorgehäuses eines Gebläsemotors Strömungskanäle vorgesehen, die sich in Höhe der Abtriebswelle nach außen öffnen. In der Nähe des Ausganges der Strömungskanä­ le befindet sich ein Kühlluftrad, das eine gewisse Saugwirkung auf die Strömungska­ näle ausübt. Bei einer andern Ausführungsform wiederum sind axiale Strömungska­ näle in Nähe der Abtriebswellenachse vorgesehen, die wiederum radial ausmünden (DE-GM 80 07 701). Bei Anordnung eines solchen Gebläsemotors im Zwischenraum zwischen der Ofenmuffel und der äußeren Wand des Backofengehäuses würde die Luft unmittelbar aus der Umgebungstemperatur des Motors angesaugt werden, d. h. die bereits mehr oder weniger stark erhitzte Luft würde in das Innere des Motors, befördert, so daß eine wirksame Kühlung des Motors nicht erreichbar wäre.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 so zu verbessern, daß eine noch weitergehende Kühlung des Gebläsemotors trotz interner und externer thermischer Belastung erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die im Kennzeichnungsteil des Pa­ tentanspruches 1 angegebenen Merkmale.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Pa­ tentansprüchen.

Durch die den Gebläsemotor durchziehenden Strömungskanäle kann die im Inneren des Gebläsemotors entstehende Betriebswärme sehr leicht abfließen, was begünstigt wird durch die natürliche Konvektion infolge des Wärmegefälles zwischen der relativ kühlen Ansaugseite und der wesentlich wärmeren Abtriebsseite. Diese natürliche Konvektion und die sich hieraus ergebende gute Kühlung des Motors wird dadurch wesentlich be­ günstigt, daß die Lufteintrittsöffnung des Strömungskanales innerhalb des Motors im wesentlichen mit Lüftungsöffnungen in der Wand des Backofengehäuses fluchtet. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn eine zusätzliche Durchlüftung und Saugwirkung noch dadurch erzielt wird, daß an der Austrittsseite der Strömungskanäle Rippen angeord­ net sind, die Bestandteil des Rotors sein können, so daß hierdurch ein zusätzliches Lüfterelement geschaffen ist.

Durch das Vorhandensein eines auf der Abtriebswelle fest angekoppelten Strömungs­ leitmittels wird dafür gesorgt, daß die vom Backofen herkommende Wärme vom Ge­ bläsemotor abgehalten und unmittelbar den Rippen bzw. dem durch diese Rip­ pen gebildeten Zusatzlüfter zugeführt wird. Vorzugsweise ist hierbei das Strömungs­ leitmittel als elastische Radialscheibe ausgebildet, die fest auf der Abtriebswelle gelagert ist und sich am radialen Rotorflansch des Gebläsemotors federnd und mög­ lichst kleinflächig abstützt. Durch die federnde Eigenschaft des Strömungsleitmittels werden in einfacher Weise Wärmespannungen bzw. durch solche thermischen Span­ nungen hervorgerufenen maßlichen Änderungen leicht ausgeglichen.

Die Erfindung ist vorteilhaft anwendbar bei sogenannten Außenläufer-Motoren wie auch bei Innenläufer-Motoren. Bei Außenläufer-Motoren besteht die Möglichkeit, die am Rotor angeformten Rippen als Lüfterschaufeln auszubilden, wodurch auf die Strömungskanäle sowie in Richtung des Strömungsleitmittels eine Saugwirkung ausge­ übt wird. Auch bei Innenläufer-Motoren besteht die Möglichkeit der Ausbildung ei­ nes zusätzlichen Lüfters, indem am innenliegenden Rotor rippenartige Lüfterschau­ feln angeformt werden. Die Strömungskanäle können in der Abtriebswelle und/oder in den die Abtriebswelle umgebenden Motorteilen angeordnet sein, z. B. bei einem Außenläufer-Motor im Stator bzw. bei Innenläufer-Motor in dem mit der Abtriebs­ welle unmittelbar verbundenen Rotor. Besonders gute Kühlungsergebnisse werden er­ findungsgemäß dann erzielt, wenn zusätzlich zur axialen Bohrung in Nähe des Außenumfanges des Gebläsemotors achsparallele Strömungskanäle vorgesehen sind, die z. B. gleichmäßig am Umfang des Stators oder Rotors verteilt sind.

Die Erfindung wird anhand von in der Zeichnung dargestell­ ten Ausführungsbeispielen nachstehend erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Schnittansicht einer Vorrichtung zum Kühlen eines Außenläufer-Motors in Verbin­ dung mit dem rückseitigen Teil eines Back­ ofens,

Fig. 2 eine schematisch dargestellte Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine Schnittansicht einer Vorrichtung zum Kühlen eines Innenläufer-Motors,

Fig. 4 eine Variante der Vorrichtung gemäß Fig. 3 in Schnittansicht,

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung in Schnittansicht,

Fig. 6 eine Draufsicht eines als Einzelheit darge­ stellten Strömungsleitmittels gemäß Fig. 5,

Fig. 7 eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung in Schnittansicht,

Fig. 8 eine Variante der Vorrichtung gemäß Fig. 7 in Teil-Schnittansicht.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist mit 1 ein Teil der vertikalen Rückwand eines nicht weiter dargestellten Umluft- Backofens üblicher Bauart bezeichnet, die den Backofen nach hinten hin begrenzt. An dieser Rückwand 1 ist an der Außen­ seite ein Träger 2 befestigt, welcher eine zur Rückwand 1 parallele Befestigungsplatte 3 aufweist, von der mehrere, z. B. drei spinnenartige abgebogene Arme 4 abgehen, deren freie Enden an der Rückwand 1 befestigt sind, indem die Enden der Arme 4 mit schuhartigen Ansätzen 5 versehen sind, die bajonettartig in entsprechend geformten Taschen 6 der Rückwand 1 gehaltert sind. An der Innenseite der Befestigungsplatte 3 ist ein Gebläsemotor 8 mittels Schrauben 7 befestigt, der beim Ausführungsbei­ spiel als Außenläufer-Motor ausgebildet ist und einen innen­ liegenden Stator 9 und einen außenliegenden Rotor 10 aufweist. Im Rotor 10 ist eine Abtriebswelle 12 über Kugellager 11 drehbar gelagert, an deren freiem Ende innerhalb der Backofen­ muffel ein Lüfterrad 13 befestigt ist. Mit einem abtriebs­ seitigen Rotorflansch 14 ist der Rotor 10 mit der Abtriebs­ welle 12 fest verbunden. Fig. 2 zeigt in Draufsicht die Aus­ bildung des Rotorflansches 14, der mit Radialrippen 15 ver­ sehen ist, die in Form von Lüfterschaufeln ausgebildet sind. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 sind anschließend an den Rotorflansch rippenartige Lüfterschaufeln 16 angeformt, die den Außenumfang des zylindrischen Teils des Rotors 10 leicht überragen. Mit der Abtriebswelle 12 ist ein Strömungsleitmittel 17 durch Aufstecken fest verbunden, das als elasti­ sche Radialscheibe ausgebildet ist, die sich mit einer ring­ förmigen Sicke 18 federnd am Rotorflansch 14 abstützt. Dieses Strömungsleitmittel 17 besteht aus einem Wärme gut leitenden Material und hat die Aufgabe, zum einen die vom Inneren des Backofens her nach außen auftretende Heißluft vom Gebläsemotor 8 fernzuhalten und zum anderen die vom Backofen her in der Ab­ triebswelle 12 zum Gebläsemotor 8 hinfließende Leitungswärme radial nach außen, d. h. in Richtung der Lüfterschaufeln 16 ab­ zuführen, wie die eingezeichneten Pfeile verdeutlichen. Wie Fig. 1 ferner zeigt, hat die Abtriebswelle 12 eine axiale, am Wellenende offene Bohrung 19, mit der Lüftungsöffnungen 20 und 21 in der Befestigungsplatte 3 und in der zur Muffelrück­ wand 1 parallelen Backofenrückwand 22 im wesentlichen fluchten. Von der vorgenannten Bohrung 19 gehen Radialbohrungen 23 aus, die an der Abtriebsseite des Gebläsemotors 8 angeordnet sind und zwar in Höhe eines Radialspaltes 24 zwischen Stator 9 und Rotorflansch 14. Dieser Radialspalt 24 ist zum Außenumfang des Gebläsemotors 8 und zu den Lüfterschaufeln 16 hin offen. An die Radialbohrungen 23 schließen sich fluchtende Bohrungen 25 im Lagerteil des Rotorflansches 14 an. Zusätzlich zu dem axialen Strömungskanal 19 sind im Stator 9 des Gebläsemo­ tors 8 weitere am Umfang verteilte Strömungskanäle 26 vor­ handen, die den gesamten Stator 9 durchziehen, wobei in der Befestigungsplatte 3 wiederum hierzu fluchtende Öffnungen 27 vorgesehen sind. Wie die Figur zeigt, sind in der Backofen­ rückwand 22 eine ganze Reihe von Öffnungen 28 vorgesehen, wodurch genügend Kühlluft in die Strömungskanäle gelangen kann. Wie durch Pfeile verdeutlicht, wird bei Erhitzen des Backofens die Umgebung der Abtriebsseite des Gebläsemotors 8 erwärmt, so daß zwischen dieser Abtriebsseite und der ge­ genüberliegenden Ansaugseite ein Wärmegefälle entsteht, wo­ durch sich in den Strömungskanälen eine natürliche Konvektions­ strömung bildet. Eine zusätzliche Saugwirkung wird auf die Strö­ mungskanäle noch durch die rotierenden Lüfterschaufeln 16 bzw. 15 (Fig. 2) erzielt. Es ergibt sich damit eine sehr gute Durch­ lüftung des Gebläsemotors 8 und eine vorzügliche Abführung seiner Betriebswärme. Über das Strömungsleitmittel 17 wird die vom Inneren des Backofens herkommende Wärme unmit­ telbar den Lüfterschaufeln 16 zugeführt und weggeblasen.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 sind der Gebläsemotor als sogenannter Innenläufer-Motor ausgebildet. Er hat zwei seit­ liche Lagerschilde 29 und 30, zwischen denen ein feststehendes Ständerpaket 31 gehalten ist, wobei in bekannter Weise im Zentrum des Ständerpaketes 31 ein Rotor 32 drehbar angeordnet ist, der mit der Abtriebswelle 12 fest verbunden ist. Die Abtriebswelle hat wiederum eine einseitig offene Bohrung 19 mit Radial­ bohrungen 23, die in einen Radialspalt 33 zwischen Rotor 32 bzw. Ständerpaket 31 und Lagerschilde 30 einmünden. In den La­ gerschilden 29 und 30 sind Kugellager 34 für die drehbare Lagerung der Abtriebswelle 12 angeordnet. Der Rotor 32 ist mit radialen Rippen versehen, die Lüfterschaufeln 35 dar­ stellen. Wie durch Pfeile verdeutlicht, wird bei Betrieb des Gebläses an der der Abtriebsseite entgegengesetzten Seite des Gebläsemotors Luft angesaugt, die Betriebs­ wärme aufnimmt und die dann über die Radialbohrungen 23 und die Radialspalte 33 nach außen abgeführt wird.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 handelt es sich eben­ falls um einen Innenläufer-Motor, bei dem der Rotor 32′ mit achsparallelen Strömungskanälen 36 versehen ist, an deren abtriebsseitigen Enden Lüfterschaufeln 37 angeformt sind. Hierbei weist der Lagerschild 38 im Eckenbereich Abströmöffnungen 39 auf.

Der Gebläsemotor 8′ gemäß Fig. 5 ist ein Außenläufer-Motor und hat ebenfalls achsparallele Strömungskanäle 26′ . Mit 17′ ist ein als Radialscheibe aus­ gebildetes Strömungsleitmittel bezeichnet, das etwa in Höhe der Strömungskanäle 26′ Strömungsöffnungen 40 hat, die, wie Fig. 6 zeigt, eine ovale Form aufweist und in einem ringförmigen Umfangsbereich der Radialscheibe angeordnet sind. Das als Radialscheibe ausgebildete Strömungsleit­ mittel 17′ überragt in radialer Richtung den Gebläsemotor 8′ mit einem zur Gebläseachse konzentrischen Ringflansch 41. Das Strömngsleitmittel 17′ hat wiederum einen Be­ festigungsflansch 43, der vorzugsweise mittels einer Klebe­ verbindung gut wärmeleitend mit der Abtriebswelle 12 ver­ bunden ist. Hierbei ist die lichte Weite des Flansches 43 größer als der Durchmesser der Abtriebswelle 12, so daß sich dazwischen ein Klebespalt befindet, der vorteilhaft ist in bezug auf Wärmeausdehnungen bzw. thermische Wech­ selbeanspruchungen. Auch hier erfolgt die Wärmeabführung über das Strömungsleitmittel, wie durch die Pfeile ver­ deutlicht. Die vom Backofen herkommende Heißluft steigt an der Radialscheibe hoch und übt auf die Strömungskanäle 26′ über die Strömungsöffnungen 40) eine Saugwirkung aus, so daß die in den Strömungskanälen 26′ erhitzte Luft durch Injektorwirkung abgezogen und in Pfeilrichtung nach außen hin befördert wird. Hierdurch erfolgt eine nennens­ werte Absenkung der Temperatur am Gebläsemotor, so daß zusätzliche Temperaturschutzeinrichtungen, wie Übertempe­ raturschutzschalter oder dergleichen, nicht mehr erfor­ derlich sind.

Die Ausführungsbeispiele gemäß den Fig. 7 und 8 unter­ scheiden sich vom vorhergehenden Ausführungsbeispiel ledig­ lich durch die Gestaltung des Strömungsleitmittels 17′′ bzw. 17′′′. In beiden Fällen ist das Strömungsleitmittel wiederum als Radialscheibe ausgestaltet. Ebenfalls bei beiden Ausführungsbeispielen sind am Außenumfang des Strömungsleitmittels ringartig verteilte Strömungsöff­ nungen 40 vorgesehen. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 sind im Anschluß an die Strömungsöffnungen 40 gebogene Lüfterschaufeln 42 vorgesehen, die den Außenumfang des Ge­ bläsemotors 8′ überragen. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 sind solche Lüfterschaufeln 42′ am freien Ende eines in etwa parallel zur Gebläseachse gebogenen Ringflansches 41′ angeordnet. In beiden Fällen wird durch die zusätzlichen Lüfterschaufeln die vorgenannte Saugwirkung und damit insgesamt die Wärmeabführung noch verbessert.

Claims (12)

1. Vorrichtung zum Kühlen des Motors einer Luftumwälzeinrichtung in Backöfen, wobei der Motor in einem Raum zwischen einer Muffelwand des Backofens und einer äuße­ ren Wand des Backofengehäuses angeordnet ist und dessen Abtriebswelle im Muffel­ inneren ein Gebläserad trägt und wobei der dem Motor benachbarte Bereich der äußeren Wand des Backofengehäuses Lüftungsöffnungen zum Einströmen von den Mo­ tor beaufschlagender Kühlluft aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (8), vorzugsweise dessen Abtriebswelle (12) von mindestens einem beidsei­ tig offenen Strömungskanal (19, 26; 36 ) axial bzw. achsparallel durchzogen ist und daß die Lufteintrittsöffnung dieses Strömungskanals mit einer der Lüftungsöffnungen (21) in der Wand des Backofengehäuses im wesentlichen fluchtet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der dem Lüfterrad (13) zugewandten Seite des Gebläse­ motors (8) an dessen Rotor (10) oder Stator sowie im Be­ reich des Außenumfanges des Gebläsemotors vorzugsweise den Außenumfang überragende, schaufelartige Rippen (16) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Abtriebsseite des Gebläsemotors (8) wenigstens ein Strömungsgleitmittel (17) angeordnet ist, das ther­ misch eng mit der Abtriebswelle (12) verbunden ist und das sich zumindest annähernd bis in den Bereich der Rip­ pen (16) erstreckt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Strömungsgleitmittel (17) als elastische Radialschei­ be ausgebildet ist, die fest auf der Abtriebswelle (12) gelagert ist und sich am radialen Rotorflansch (14) des Gebläsemotors (8) federnd abstützt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Radialscheibe mit ringförmigen Sicken (18) ver­ sehen ist, mit denen sie sich am Rotorflansch abstützt.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der die Abtriebswelle (12) durchziehende Strömungskanal (19) als axiale, am Wel­ lenende offene Bohrung (19) ausgebildet ist, die an ihrem dem Lüfterrad (13) zugewandten Ende als Radialbohrungen (25) ausgebildete Öffnungen aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in Nähe des Außen­ umfanges des Gebläsemotors zur axialen Bohrung (19) achsparallele Strömungskanä­ le (26, 36) vorgesehen sind.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Strömungskanäle an der dem Lüfterrad (13) zu­ gewandten Seite des Gebläsemotors in einen zwischen Rotor bzw. Rotorflansch und Stator bzw. Gehäuseflansch liegenden Radialspalt (24) einmünden, der zum Außenumfang des Gebläsemotors hin offen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Rippen an der Öffnungsseite des Radial­ spaltes (24) befinden.

10. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das als Radialscheibe ausgebildete Strömungsleitmittel (17′; 17′′) etwa in Höhe der achs­ parallelen Strömungskanäle (26′) Strömungsöffnungen (40) aufweist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß das als Radialscheibe ausge­ bildete Strömungsleitmittel (17′) den Gebläsemotor (8′) mit einem zur Gebläseachse konzentrischen Ringflansch (41 ) radial überragt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das als Radialscheibe ausgebildete Strömungsleitmittel (17′′, 17′′′) den Gebläsemotor (8′) mit im Anschluß an die Strömungsöffnungen (40) angeordne­ ten Lüfterschaufeln (42; 42′) überragt.