DE3326543C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Ventilator mit einem Außenläu
fermotor gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der GB-PS 6 46 317 ist ein derartiger Ventilator be
kannt, der einen topfförmig als Käfigläufer ausgebildeten
Rotor aufweist, wobei der Rotortopf den Stator von einer
Seite her vollständig umschließt. Im Bereich eines "strom
linienförmig" ausgebildeten Rotorbodens ist ein erstes
Lager angeordnet. Auf der gegenüberliegenden, zunächst
offenen Seite des Rotors ist dieser mit einem Rotordeckel
verbunden, der ein zweites Lager trägt. Die mit dem Stator
starr verbundene Achse überragt den Stator in beiden axia
len Richtungen, wobei jedes Ende der Achse in eines der
Lager eingreift. Dabei ist von Nachteil, daß die Ausge
staltung zu einer großen axialen Baulänge führt. Ferner ist
der Stator vollständig von dem Rotor und dem Rotordeckel
umschlossen ("gekapselt"), was zu einem Wärmestau, d. h. zu
einer schlechten Ableitung der im Stator entstehenden
Stromwärme, führen kann.
Die US-PS 36 04 962 beschreibt einen Ventilator, bei dem
der Rotor bzw. das Lüfterrad zwar fliegend gelagert, dabei
aber fest mit der Achse verbunden ist. Die Achse dreht
sich folglich zusammen mit dem Rotor, wozu sie drehbar im
Stator gelagert ist. Hierzu ist in einer Statorbohrung
eine Lagerhülse (Gleitlager) angeordnet. Der Stator ist
hier ebenfalls vollständig gekapselt, und zwar von dem
topfförmigen Rotor einerseits und einem zur Halterung der
Hülse und über diese auch zur Halterung des Stators erfor
derlichen Motorflansch andererseits.
Die US-PS 29 15 657 betrifft einen Ventilator, der eben
falls einen topfförmigen Rotor aufweist, der über eine
drehbare Achse fliegend gelagert ist. Zur Lagerung der
Achse sind Lager in einem stationären, in eine Stator
bohrung eingreifenden Lagertragrohr angeordnet.
Die US-PS 43 37 405 betrifft einen elektrischen Generator,
der einen fliegend gelagerten Außenläufer bzw. einen den
Stator umschließenden Rotor mit Lüfterschaufeln aufweist.
Der Rotor besteht aus einem topfartigen, einstückigen Teil,
welches einen Dauermagnetring hält und fest mit einer mit
drehenden Achse verbunden ist, die in Lagern geführt ist.
Diese Lager sind unmittelbar innerhalb einer Statorbohrung
gehaltert.
Aus der DE-OS 26 45 677 ist ein elektrischer Außenläufer-
Antriebsmotor mit einem auf einer nicht rotierenden Achse
drehbar gelagerten Abtriebselement bekannt. Der Rotor ist
mit dem Abtriebselement verbunden und koaxial fliegend ge
lagert. Wie ein derartiger Antriebsmotor in vorteilhafter
Weise für einen Ventilator eingesetzt werden kann, ist aus
dieser Druckschrift nicht bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsge
mäßen Ventilator zu schaffen, der konstruktiv einfach und
mit einer geringen axialen Länge aufgebaut sowie mit gerin
gen Kosten herzustellen bzw. zu montieren ist, und der eine
gute Wärmeabfuhr aus dem von dem Rotor umschlossenen Stator
(Eigenkühlung) gestattet.
Erfindungsgemäß wird dies durch die kennzeichnenden Merkma
le des neuen Anspruchs 1 erreicht. Vorteilhafte Weiterbil
dungen und Ausgestaltungsmerkmale sind in den Unteransprü
chen enthalten.
Bezüglich der Erfindung ist hervorzuheben, daß das Lüfter
rad als tragendes Bauteil einerseits den ringförmigen und
damit sehr einfach ausgebildeten Rotor und andererseits
auch die Lager haltert. Durch die erfindungsgemäße Lager
anordnung ist trotz stehender Welle vorteilhafterweise eine
"fliegende Lagerung" des Lüfterrades möglich, wobei der
Stator durch diese fliegende Lagerung und die damit verbun
dene, in eine axiale Richtung völlig offene Ausgestaltung
des Lüfterrades von Kühlluft erreichbar und so die ange
strebte Eigenkühlung gewährleistet ist. Da die Nabe des
Lüfterrades mit dem zumindest eines der beiden in der Nabe
angeordneten Lager aufnehmenden Ringkragen in den Stator
eingreift, besitzt der erfindungsgemäße Ventilator auch
eine sehr kurze Baulänge.
Die Zeichnungen veranschaulichen die Erfindung an mehreren
Ausführungsbeispielen, und zwar zeigt:
Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines erfin
dungsgemäßen Außenläufermotors mit Gleitlagern,
Fig. 2 eine Schnittansicht durch ein erfindungsgemäßes
Kugelspurlager,
Fig. 3 eine Schnittansicht durch eine andere Ausfüh
rungsform eines erfindungsgemäßen Kugelspurla
gers,
Fig. 4 eine schematische Schnittansicht eines weiteren
Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen
Außenläufermotors mit eingegossenem Rotor und
Kugellagern und
Fig. 5 eine schematische Schnittansicht eines weiteren
Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen
Außenläufermotors mit einer mit einer Halterung
unlösbar verbundenen Achse.
Der in Fig. 1 dargestellte Außenläufermotor 1 für
einen Ventilator, der beispielsweise in Dunstabzugshauben
eingesetzt wird, besteht im wesentlichen aus einer
Halterung 2, einem Stator 3, einer Achse 4, Lagern
5, einem als Radiallüfterrad ausgebildeten Lüfterrad
6 und einem Rotor 7. Von dem in Fig. 1 dargestellten
Außenläufermotor 1 ist in der Zeichnung der Übersicht
lichkeit halber nur die obere Hälfte vollständig
ausgezeichnet; die untere Hälfte ist spiegelsymmetrisch
zur strichpunktiert eingetragenen Drehachse 8 aufge
baut (gleiches gilt für das in der Fig. 4
dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung).
Das Statorblechpaket 9 des Stators 3 des Außenläufer
motors 1 wird beidseitig von Isolierstoffendscheiben
10 begrenzt, an die jeweils rechtwinklig ein Stirn
isolationsschaft 13 angesetzt ist, der der Isolierung
des Wickelkopfes 14 dient. Die dem Lüfterrad 6 zuge
wandte Flanke 15 des Wickelkopfes 14 ist mit einer
Umhüllung 16 aus Isolierstoff geschützt, und an der
der Halterung 2 zugewandten Flanke 17 des Wickelkopfes
14 ist eine Verschaltungsplatine 18 angeordnet,
auf der die Verschaltung der Wicklungen vorgenommen
wird und an der die Anschlußleitungen des Außenläufermotors
1 angeschlossen werden (nicht dargestellt). Das Stator
blechpaket 9 des Stators 3 und die Isolierstoffendschei
ben 10 werden von einer im Querschnitt kreisförmigen
Öffnung 19 durchsetzt, die rechtwinklig zu den Isolier
stoffendscheiben 10 verläuft und in die die Achse
4 eingepreßt ist. Die Achse 4 verläuft koaxial zur
Drehachse 8 und durchgreift mit ihrem in der Fig. 1
betrachtet, linksseitigen Bereich 22 ein Loch 20,
das sich in einer Bodenwand 23 eines an die Halterung
2 angeformten Stutzens 24 befindet. Die Außenwandungen
25 des Stutzens 24 sind dabei derart ausgebildet, daß
sie plan am mittleren Bereich 26 der in der Fig. 1
betrachtet linken Isolierstoffendscheibe 10 und
am zugehörigen Stirnisolationsschaft 13 anliegen.
Die Befestigung der Achse 4 an der Halterung 2 erfolgt
mittels einer Mutter 27, die auf ein Gewinde 28 des
Endbereiches 22 der Achse 4 aufgeschraubt ist und
im festgezogenen Zustand gegen die Innenfläche 29
der Bodenwand 23 anliegt, wobei der Stator 3 un
ter Zwischenschaltung der Isolierstoffendscheibe
10 das Gegenlager bildet.
Auf dem freien, der Halterung 2 des Außenläufermotors
1 gegenüberliegenden Achsabschnitt 30 der Achse
4 sind zwei voneinander beabstandete Lager 5 angeord
net, die als Gleitlager 31 ausgebildet und in einer
Nabe 32 des Lüfterrades 6 befestigt sind. Zu diesem
Zweck besitzt das Lüfterrad 6 einen koaxial zur Dreh
achse 8 verlaufenden Ringkragen 33, der bis unterhalb
des in der Fig. 1 gesehen rechten Wickelkopfes
14 verläuft und mit geringem Abstand gegenüber
diesem angeordnet ist sowie nahe an die entsprechende
Isolierstoffendscheibe 10 des Statorblechpaketes 9
angrenzt. Durch diesen Ringkragen 33 und einen sich
in entgegengesetzter Richtung wie der Ringkragen 33
erstreckenden Stirnseitenabschnitt 34 der Nabe 32
wird ein koaxial zur Drehachse 8 verlaufender, kreis
zylinderförmiger Hohlraum 35 im Zentrum 36 des Lüfter
rades 6 gebildet, in dem der Achsabschnitt 30 angeordnet
ist. An der Innenwandung 37 des Ringkragens 33 bzw.
Stirnseitenabschnitts 34 sind die beiden Gleitlager
31 durch Preßsitz gehaltert. Es kann auch vorgesehen
sein, daß die Lager 5 durch Klebung oder teilweises
Eingießen im Lüfterrad-Werkstoff gehaltert sind. Darüber
hinaus ist auch denkbar, daß das in der Fig. 1 gesehen
rechte Lager 5 nicht im Bereich des Ringkragens 33,
sondern weiter nach rechts versetzt im Bereich des
Stirnseitenabschnittes 34 befestigt ist.
Das Lüfterrad 6 weist einen einstückig mit diesem
verbundenen Ringsteg 41 auf, der koaxial zum Ringkragen
33 und damit auch koaxial zur Drehachse 8 verläuft
und dessen Fußpunkt 42 über ein Verbindungsteil 43
mit der Nabe 32 verbunden ist. Das Verbindungsteil
43 schließt mit der Drehachse 8 einen Winkel α
von ungefähr 75° ein, so daß dieses leicht zur Hal
terung 2 hin geneigt verläuft, wobei sich der obere
Abschnitt 44 des Verbindungsteiles 43 in geringerer
Entfernung zur Halterung 2 befindet als dessen unterer
Abschnitt 45. Der Ringsteg 41, dessen freies Ende
46 in Richtung der Halterung 2 weist und der im
wesentlichen überall die gleiche Wandstärke aufweist, ist
derart ausgebildet und angeordnet, daß er das Statorblech
paket 9 kreisringförmig mit Abstand umgibt. An der
Innenwand 47 des Ringsteges 41 ist der Rotor 7 des
Außenläufermotors 1 durch Preßsitz gehaltert. Nach
einer anderen Ausbildungsform der Erfindung kann auch
vorgesehen sein, daß dieses Haltern durch Klebung erfolgt.
Der Rotor 7, der die Form eines Kreisringes aufweist
und somit erfindungsgemäß ohne Rotorboden und ohne
Welle ausgestattet ist, weist ein Rotorblechpaket 48
auf, an das sich beidseitig Kurzschlußringe 49 anschlie
ßen, wobei das Rotorblechpaket 48 derart angeordnet
ist, daß es dem Statorblechpaket 9 unter Bildung eines
möglichst geringen Luftspaltes 50 gegenübersteht.
Das Lüfterrad 6 wird also über Tragelemente 38, die
als Lager 5 ausgebildet sind, drehbar auf der Achse
4 gehaltert, wobei Gleitlager 31 (Zylinder oder Kalotten
lager) Verwendung finden, jedoch auch andere Lagerarten
- sowie die nachfolgend noch beschriebenen Kugellager -
eingesetzt werden können. Gleichzeitig dient das Lüfter
rad 6 als Rotorträger, so daß sich gegenüber dem Stand
der Technik ein besonders einfach aufgebauter Außen
läufermotor für einen Ventilator ergibt.
Das Verbindungsteil 43 ist vorteilhafterweise speichen
förmig ausgebildet, kann jedoch nach einer anderen
Ausführungsform der Erfindung auch scheibenförmig aus
gebildet und mit Kühlluftöffnungen durchsetzt sein
(nicht dargestellt). Dieses hat zur Folge, daß die
an der Seite der Halterung 2 des Außenläufermotors
1 einströmende Luft ungehindert durch den Luftspalt
50 bzw. durch Nutöffnungen des Außenläufermotors hin
durchströmen kann, wodurch eine intensive Kühlwirkung
eintritt. Dieser Effekt wird noch dadurch begünstigt,
daß die der Halterung 2 zugewandte Seite des
Außenläufermotors 1 vollständig geöffnet aufgebaut ist.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann zusätzlich
vorgesehen sein, daß die das Verbindungsteil 43 bilden
den Speichen 51 lüfterschaufelförmig profiliert sind,
wodurch die Kühlwirkung aufgrund eines höheren Luft
durchsatzes noch verstärkt wird, so daß der Außenläufer
motor, ohne zu überhitzen, hoch belastet werden kann.
Hierbei ist erfindungsgemäß besonders vorteilhaft, daß
der aus dem Stand der Technik bekannte "luftundurch
lässige" Rotortopfboden durch das "luftdurchlässige"
Verbindungsteil 43 ersetzt ist und der kreisringförmige
Rotor 7 durch Halterung an dem Ringsteg 41 großflächig
frei zugänglich ist und somit direkt und sehr intensiv
von dem Luftstrom gekühlt wird.
Der äußere Umfangsbereich 53 des Lüfterrades 6 ist mit
Lüfterschaufeln 54 versehen, die einseitig an einer
der Halterung 2 des Außenläufermotors 1 zugewandten,
speichenförmig ausgebildeten, ersten Seitenwand 55,
die rechtwinklig zur Drehachse 8 verläuft und sich
am in Fig. 1 gesehen linken Kurzschlußring 49 des
Rotors 7 abstützt, befestigt sind. Diese erste Seiten
wand kann nach einem anderen Ausführungsbeispiel
auch als mit Öffnungen versehene Wandung ausgebildet
sein (nicht dargestellt). Anderseitig sind die Lüfter
schaufeln 54, die parallel zur Drehachse 8
verlaufen, an einer geschlossenen, zweiten Seitenwand
56 befestigt, die ausgehend vom Fußpunkt 42 des Ring
steges 41 zunächst im stumpfen Winkel β (etwa 150°)
zur Innenwand 47 des Ringsteges 41 und daran anschlie
ßend parallel zur ersten Seitenwand 55 bis zum Be
festigungsbereich 57 der Lüfterschaufeln 54 verläuft.
Das Lüfterrad 6 besteht bei dem in Fig. 1 dargestellten
Ausführungsbeispiel aus Kunststoff, kann jedoch auch
nach anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung
aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt
sein. Das Lüfterrad wird im Spritz- oder Druckgußver
fahren gefertigt. Hierbei können die Lüfterschaufeln
54 einstückig mit dem Lüfterrad 6 ausgebildet sein
oder nach einem anderen Ausführungsbeispiel aus Kunst
stoff bestehen und lösbar an dem Lüfterrad befestigt
sein (nicht dargestellt).
Die Halterung 2 des Außenläufermotors 1 ist ebenso
wie das Lüfterrad 6 als einteiliges Bauteil ausgeführt
und besteht aus Kunststoff oder Metall. Ausgehend
von dem eingangs beschriebenen Stutzen 24 besteht
die Halterung 2 aus einer rechtwinklig zur Drehachse
8 verlaufenden Trägerwand 60, die sich, von innen
nach außen gesehen, aus einem geschlossenen, bis in
Höhe des Luftspaltes 50 verlaufenden Trägerwandbereich
61, einen "luftdurchlässigen" Bereich bildende Streben
62, einem Einlaßring 65 und einem das Lüfterrad 6
nach außen überragenden Flansch 63 zusammensetzt.
Stutzen 24 und Trägerwandbereich 61 bilden ein Zentral
teil 64 der Halterung 2. Dort, wo die Streben 62 und
der Flansch 63 aneinanderstoßen, ist der Einlaßring
65 angeformt, dessen Wandung 66 ausgehend vom Flansch
63, im Schnitt der Fig. 1 gesehen, kreisbogenförmig
in Richtung auf das Lüfterrad 6 verläuft (Viertelkreis)
und dessen freies Ende 67 der Stoßstelle der ersten
Seitenwand 55 des Lüfterrades 6 mit den Lüfterschaufeln
54 eng beabstandet gegenübersteht. Die Befestigung
der Halterung 2 erfolgt mittels Schrauben, die in
Löcher des Flansches 63 eingesetzt werden (strichpunk
tierte Linie 68).
Nach einer nicht dargestellten Ausführungsform kann
die Halterung 2 auch als Schutzgitter ausgeführt sein,
um einen Berührungsschutz gegenüber den elektrischen
und sich drehenden Teilen des Außenläufermotors zu
gewährleisten.
Im Betrieb des Außenläufermotors wird die Luft in
der Fig. 1 gesehen linksseitig im Bereich vor der Halterung
2 angesaugt (Pfeil 58) und durchströmt einen außen
von dem Einlaßring 65 begrenzten Luftzuführungskanal
59. Anschließend tritt der Luftstrom durch die speichen
förmig ausgebildete erste Seitenwand 55 des Lüfterrades
6 hindurch und wird radial durch die Lüfterschaufeln
54 hindurch aus dem Lüfterrad 6 ausgetragen (Pfeil 58a). Ein
Teil des Luftstromes durchsetzt den Luftspalt 50 (Pfeil
58b) und durchströmt anschließend die Speichen 51
des Lüfterrades 6. Hierdurch wird eine intensive Kühlung
der aktiven Teile des Außenläufermotors 1 erreicht.
Der Stator 3 des Außenläufermotors 1 ist also nur
mittels der Achse 4, die in das Statorblechpaket 9
eingepreßt ist, an der Halterung 2 befestigt. Hierdurch
kann ein aus dem Stand der Technik bekanntes Lagertrag
rohr entfallen, was zur Folge hat, daß der aktive
Eisenquerschnitt des Statorblechpaketes 9 vergrößert
ist, denn die Achse 4 hat einen wesentlich geringeren
Durchmesser als ein bekanntes Lagertragrohr, das ja
die Achse für den sich drehenden Teil des Außenläufer
motors noch in sich aufnehmen müßte. Durch den
vergrößerten Eisenquerschnitt ist es möglich, eine
größere Nuttiefe mit damit verbundener größerer Nut
füllung vorzunehmen, was dazu führt, daß bei gleicher
Motorbaugröße die Ausgangsleistung vergrößert werden
kann bzw. bei gleicher Ausgangsleistung eine Verrin
gerung der Motorbaugröße möglich ist. Durch den er
findungsgemäßen offenen Aufbau des Außenläufermotors,
der vor allem durch die zuvor beschriebene Befestigungsart
(Achse 4, Stutzen 24) erreicht wird, erfolgt während
des Betriebes eine intensive Kühlung der sich erwärmen
den Teile, so daß der Außenläufermotor hoch belastbar
ist. Darüber hinaus wird durch den offenen Aufbau
ein guter Zugang zur Schaltungsplatine 18 und zu den
Anschlußleitungen des Außenläufermotors möglich.
Um bei Gleitlagerausführung des Außenläufermotors
1 einen reibungsarmen Lauf zu gewährleisten, ist das
freie Ende 69 der Achse 4 mit einem Kugelspurlager
70 versehen. Dieses ist in der Fig. 2 im Detail darge
stellt. Hierzu ist der Stirnseitenabschnitt 34 der
Nabe 32 des Lüfterrades 6 axial so weit verlängert,
daß dieser das etwa halbkugelförmig ausgebildete Ende
69 der Achse 4 überragt und einer Scheibe 71 gegen
überliegt, die in eine zentrale Vertiefung 72 einer
Axialspielbegrenzungsscheibe 73 eingelegt ist.
Die Flankenwandung 74 der aus Kunststoff bestehenden
Axialspielbegrenzungsscheibe 73 weist Gewindegänge
75 auf, die mit einem Innengewinde 76 in der Innenwan
dung 37 am stirnseitigen Ende des Stirnseitenabschnitts
34 der Nabe 32 des Lüfterrades 6 in Eingriff stehen.
Die Axialspielbegrenzungsscheibe 73 weist auf ihrer
der Vertiefung 72 gegenüberliegenden Seite 77 einen
Verstellschlitz 78 auf, in den ein Werkzeug (Schrauben
zieher) eingeführt werden kann (nicht dargestellt),
wodurch durch Drehung der Axialspielbegrenzungsscheibe
73 ihr relativer Abstand zum Ende 69 der Achse 4
eingestellt werden kann. Zur Verringerung von Reibungs
verlusten und zur Gewährleistung eines ruhigen Laufes
besteht die Scheibe 71 aus hartem Kunststoffmaterial,
z. B. Teflon oder Delerin. Als Schmiermitteldepot sowie
zur Dämpfung von axialen Schwingungen ist zwischen
Scheibe 71 und dem Boden 79 der Vertiefung 72 eine
Einlage 80 angeordnet, die als Filzring 81 ausgebildet
ist.
Nahe dem halkugelförmigen Ende 69 weist die Achse 4
eine Ringnut 84 auf, in die ein Sicherungsring 85 ein
gelegt ist, an dessen dem Ende 69 der Achse 4 abgewand
ter Seite 86 sich ein auf die Achse 4 aufgeschobenes An
laufelement 87 anschließt. Das Anlaufelement 87 grenzt in
der Fig. 2 gesehen linksseitig an eine Gleitlagerfläche
88 des am stirnseitigen Endbereich 89 der Nabe 32
angeordneten Gleitlagers 31 an. Der Sicherungsring
85 begrenzt eine Verschiebung der Achse 4 in Richtung
des in Fig. 2 eingetragenen Pfeiles 92. Durch Drehung
der Axialspielbegrenzungsscheibe 73 kann der Verschiebungs
weg der Achse 4 in Richtung des Pfeiles 93 eingestellt
werden. Dieses erfolgt individuell je nach Einsatzart
des Außenläufermotors 1.
Somit ergibt sich z. B. auch bei vertikalem Betrieb
(senkrecht stehende Achse 4) mit unten liegendem Lüfterrad 6
(Fig. 1) ein besonders reibungsarmer Betrieb, da dann
das abgerundete Ende 69 der Achse 4 auf der Scheibe
71 der Axialspielbegrenzungsscheibe 73 läuft.
Nach einem anderen, in der Fig. 3 gezeigten Ausführungs
beispiel des erfindungsgemäßen Kugelspurlagers 70
ist die Axialspielbegrenzungsscheibe 73 kegelstumpfför
mig ausgebildet, die in eine konische Ausnehmung 94
am stirnseitigen Endbereich 89 des Stirnseitenabschnitts
34 der Nabe 32 eingeclipst oder eingeklebt ist. Der
größere Durchmesser des Kegelstumpfes ist dabei der
Achse 4 zugewandt.
In einem weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbei
spiel kann die Axialspielbegrenzungsscheibe mittels
eines Bajonettverschlusses gehaltert sein, was eine
besonders einfache Montage bzw. Demontage ermöglicht.
In der Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Außenläufermotors 1 gezeigt,
der in folgenden Punkten von dem in Fig. 1 dargestellten
Außenläufermotor abweicht. Der Rotor 7 ist direkt
in das Lüfterrad 6 integriert, dessen Ringsteg 41
eine Wandstärke aufweist, die etwa so dick wie die
Höhe des Rotorblechpaketes 48 ist. Während des Druck
gußverfahrens des Lüfterrades 6, das aus Aluminium
oder einer Aluminiumlegierung besteht, wird das Rotor
blechpaket 48 mit eingegossen, so daß dieses innig
mit dem Lüfterrad 6 verbunden ist, wobei die Kurz
schlußringe durch den aus Aluminium oder einer Alu
miniumlegierung bestehenden Ringsteg 41 gebildet wer
den. Anstelle der in Fig. 1 dargestellten Gleitlager
31 sind nach diesem Ausführungsbeispiel Kugellager 95
vorgesehen, wobei das in der Fig. 4 gesehen rechte
Kugellager 95 rechtsseitig an einen Sicherungsring
96, der in eine Ringnut 97 der Achse 4 eingelegt ist,
angrenzt, wodurch das Lüfterrad 6 gesichert bzw. axial
fixiert wird. Der kreiszylindrische Hohlraum 35 wird
mittels einer Abschlußkappe 98, die eingeschraubt,
eingeclipst oder eingeklebt sein kann, verschlossen.
Die Befestigung der Achse 4 an der Halterung 2 erfolgt
mittels einer Sechskantschraube 99, die in eine mit
Innengewinde 100 versehene, axial verlaufende Bohrung
101 der Achse 4 eingedreht ist. Die Achse 4, die in
das Statorblechpaket 9 eingepreßt ist, endet innerhalb
des Loches 20 in der Bodenwand 23 des Stutzens 24,
so daß beim Festziehen der Sechskantschraube 99 eine
sich auf dieser befindliche Unterlegscheibe 102 fest
auf die Innenfläche 29 der Bodenwand 23 des Stutzens
24 gepreßt wird und als Gegenlager dient.
In der Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel
eines Außenläufermotors 1 dargestellt, der eine weitere
Variation der in den Fig. 1 und 4 dargestellten Außenläu
fermotoren darstellt. Die Achse 4 ist hier starr in
einer ausgehärteten Kunststoffmasse 105 befestigt,
die an den in der Fig. 5 betrachtet linken Wickelkopf
14 angrenzt und mit der Trägerwand 60 der Halterung
2 sowie einteilig mit der linken Isolierstoffendscheibe
10 des Stators 3 verbunden ist. Der Ringkragen 33 des
Lüfterrades 6 verläuft weit in eine kreiszylindrische
Öffnung 106 hinein, die ausgehend von dem in der
Fig. 5 gesehen rechten Wickelkopf 14 das Statorblech
paket 9 zentral durchsetzt, wobei sich im Bereich
des Statorblechpaketes 9 der lichte Durchmesser der
Öffnung 106 geringfügig verkleinert, und endet dann
innerhalb der Kunststoffmasse 105 in Höhe des linken
Wickelkopfes 14. Die Lagerung des Lüfterrades 6 erfolgt
in gleicher Weise wie bei dem in Fig. 1 dargestellten
Außenläufermotor; die beiden Gleitlager 31 sind jedoch
jeweils etwa in Höhe der Wickelköpfe 14 angeordnet,
so daß dieser Außenläufermotor 1 eine besonders geringe
Tiefenabmessung besitzt. Das Rotorblechpaket 48 mit
seinen beidseitigen Kurzschlußringen 49 ist bei der
Ausführungsform nach dem oberen Teil der Fig. 5 mit
in das aus Kunststoff bestehende Lüfterrad 6 eingespritzt.
In der Ausführungsform entsprechend Fig. 5, unterer
Teil, ist das Rotorblechpaket 48 in das aus Aluminium
oder einer Aluminiumlegierung bestehende Lüfterrad
6 eingegossen, wobei die Kurzschlußringe wiederum durch
den Ringsteg 41 gebildet werden. Dss Verbindungsteil
43 ist gemäß Fig. 5 geschlossen ausgebildet; dieses
kann jedoch auch speichenförmig ausgebildet oder mit
Kühlluftöffnungen versehen sein (nicht dargestellt).
Die Lüfterschaufeln sind der Übersichtlichkeit halber
bei dem Außenläufermotor der Fig. 5 nicht dargestellt,
dessen übrige Teile ebenso bzw. ähnlich wie die des
in Fig. 1 dargestellten Außenläufermotors ausgebildet
sind.
Der jeweilige Aufbau der beschriebenen verschiedenen
Außenläufermotoren ist nicht jeweils auf das genannte
Ausführungsbeispiel beschränkt, so daß durchaus weitere
Varianten durch Übertragung gewisser Merkmale (wie
z. B. Gleitlager, Kugellager, eingegossener Rotor,
Lagertragrohr, Stutzen, ausgehärtete Kunststoffmasse
usw.) eines Ausführungsbeispieles auf ein anderes
Ausführungsbeispiel mit Gegenstand der Erfindung sind.
Darüber hinaus kann es sich bei den Außenläufermotoren
um Drehstrom-, Einphasenwechselstrom- oder auch um
Spaltpolmotoren handeln (Asynchron-Motoren).
Claims (31)
1. Ventilator mit einem Außenläufermotor, der aus einem
Stator und einem mit einem Lüfterrad verbundenen, den
Stator umschließenden Rotor besteht, wobei der Stator
starr mit einer zentrischen Achse verbunden ist, auf
der der Rotor über mindestens zwei in axialer Richtung
voneinander beabstandete Lager drehbar gelagert ist,
dadurch gekennzeichnet, daß der
Rotor (7) kreisringförmig ausgebildet und an einem zu
der Achse (4) konzentrischen, den Stator (3) umschlie
ßenden Ringsteg (41) des Lüfterrades (6) gehaltert so
wie mittelbar über das Lüfterrad (6) drehbar gelagert
ist, wobei das Lüfterrad (6) eine einstückig mit dem
den Rotor (7) halternden Ringsteg (41) verbundene Nabe
(32) mit einem zu dem Ringsteg (41) und zu der Achse
(4) koaxialen, sich in axialer Richtung bereichsweise
in den Stator (3) hinein erstreckenden Ringkragen (33)
aufweist, und wobei die Lager (5) innerhalb der Nabe
(32) gehaltert sind und das Lüfterrad (6) über die
Lager (5) fliegend an einem freien Abschnitt (30) der
Achse (4) gelagert ist.
2. Ventilator nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der
Ringsteg (41) des Lüfterrades (6) eine Innenwand (47)
aufweist, an der der Rotor (7) durch Preßsitz und/oder
Klebung gehaltert ist.
3. Ventilator nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der
Rotor (7) in den Ringsteg (41) des Lüfterrades (6)
eingegossen ist.
4. Ventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß das
Lüfterrad (6) aus Kunststoff, Aluminium oder einer
Aluminiumlegierung besteht und im Spritz- oder Druck
gußverfahren hergestellt ist.
5. Ventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Lager (5) durch Preßsitz, Klebung oder Eingießen in
den Lüfterradwerkstoff in der Nabe (32) gehaltert
sind.
6. Ventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Achse (4) in eine zentrale Öffnung (19) des Stators
(3) eingepreßt ist.
7. Ventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Achse (4) mit einem ihrem freien Abschnitt (30) gegen
überliegenden Endbereich (22) an einer den Stator (3)
haltenden Halterung (2) lösbar befestigt ist.
8. Ventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Lager (5) Gleitlager (31) oder Kugellager (95) sind.
9. Ventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß das
Lüfterrad (6) im Bereich zwischen der Nabe (32) und
dem Ringsteg (41) ein Verbindungsteil (43) aufweist.
10. Ventilator nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß das
Verbindungsteil (43) von etwa radial verlaufenden
Speichen (51) gebildet ist.
11. Ventilator nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Speichen (51) lüfterschaufelförmig profiliert sind.
12. Ventilator nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß das
Verbindungsteil (43) als mit Kühlluftöffnungen durch
setzte Wandung ausgebildet ist.
13. Ventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß der
äußere Umfangsbereich (53) des Lüfterrades (6) mit
Radial-Lüfterschaufeln (54) versehen ist, die einsei
tig an einer mit Öffnungen versehenen, der Halterung
(2) des Stators (3) zugewandten Seitenwand (55) des
Lüfterrades (6) und anderseitig an einer geschlossenen
zweiten Seitenwand (56) des Lüfterrades (6) befestigt
sind.
14. Ventilator nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, daß die
erste Seitenwand (55) speichenförmig ausgebildet ist.
15. Ventilator nach Anspruch 13 oder 14,
dadurch gekennzeichnet, daß die
erste Seitenwand (55) rechtwinklig zur Drehachse (8)
und die zweite Seitenwand (56) ausgehend von einem
Fußpunkt (42) des Ringsteges (41) zunächst in einem
stumpfen Winkel (β) zur Innenwandung (47) des Ringste
ges (41) und daran anschließend parallel zur ersten
Seitenwand (55) bis zum Befestigungsbereich (57) der
Lüfterschaufeln (54) verläuft.
16. Ventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Lüfterschaufeln (54) einstückig im Spritz- oder Druck
gußverfahren mit dem Lüfterrad (6) ausgebildet sind.
17. Ventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Lüfterschaufeln (54) lösbar an dem Lüfterrad (6)
befestigt sind.
18. Ventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Lüfterschaufeln (54) aus Kunststoff bestehen.
19. Ventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, daß bei
einer Gleitlagerausführung des Außenläufermotors (1)
am freien Ende (69) der Achse (4) ein Kugelspurlager
(70) ausgebildet ist.
20. Ventilator nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet, daß das
freie Ende (69) der Achse (4) etwa halbkugelförmig
ausgebildet ist und einer ortsfesten oder axial ver
stellbaren Axialspielbegrenzungsscheibe (73) gegen
überliegt.
21. Ventilator nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet, daß das
freie Ende (69) der Achse (4) etwa halbkugelförmig
ausgebildet ist und einer Scheibe (71) gegenüberliegt,
die von einer Axialspielbegrenzungsscheibe (73) ge
haltert wird.
22. Ventilator nach Anspruch 21,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Scheibe (71) in einer zentralen Vertiefung (72) der
Axialspielbegrenzungsscheibe (73) gehaltert ist.
23. Ventilator nach Anspruch 21 oder 22,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Scheibe (71) aus Kunststoffmaterial, inbesondere Tef
lon oder Delerin, besteht.
24. Ventilator nach Anspruch 22 oder 23,
dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen dem Boden (79) der Vertiefung (72) und der
Scheibe (71) eine Einlage (80) aus schmiermittelspei
cherndem Material angeordnet ist.
25. Ventilator nach Anspruch 24,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Einlage (80) ein Filzring (81) ist.
26. Ventilator nach einem der Ansprüche 20 bis 25,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Axialspielbegrenzungsscheibe (73) ein Außengewinde (75)
aufweist und mit einem Innengewinde (76) der Nabe (32)
des Lüfterrades (6) in Eingriff steht, wobei die
Axialspielbegrenzungsscheibe (73) auf ihrer der Achse
(4) abgekehrten Seite (77) einen Verstellschlitz (78)
aufweist.
27. Ventilator nach einem der Ansprüche 20 bis 25,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Axialspielbegrenzungsscheibe (73) kegelstumpfförmig
ausgebildet ist und in einer konischen Ausnehmung (94)
der Nabe (32) des Lüfterrades (6) gehaltert ist.
28. Ventilator nach einem der Ansprüche 20 bis 25,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Axialspielbegrenzungsscheibe (73) mittels eines Bajo
nettverschlusses in der Nabe (32) des Lüfterrades (6)
gehaltert ist.
29. Ventilator nach einem der Ansprüche 20 bis 28,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Achse (4) anschließend an ihr freies Ende (69) eine
Ringnut (84) aufweist, in die ein Sicherungsring (85)
eingelegt ist, an dessen dem Ende (69) der Achse (4)
abgewandten Seite (86) sich ein auf die Achse (4) auf
geschobenes Anlaufelement (87) anschließt, das seiner
seits einer Gleitlagerfläche (88) eines in der Nabe
(32) angeordneten Gleitlagers (31) gegenüberliegt.
30. Ventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 29,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Halterung (2) einen die Lüfterschaufeln (54) des
Lüfterrades (6) radial nach außen überragenden Flansch
(63) zur Befestigung des Außenläufermmotors (1) auf
weist, an den sich nach innen ein Einlaßring (65)
einstückig anschließt, der einen radial von Streben
(62) der Halterung (2) durchsetzten Luftzuführungska
nal (59) nach außen begrenzt, wobei die Streben (62)
die Verbindung zwischen dem Flansch (63) und einem
Zentralteil (64) der Halterung (2) herstellen.
31. Ventilator nach Anspruch 30,
dadurch gekennzeichnet, daß an
das Zentralteil (64) ein in Richtung des Stators (3)
weisender Stutzen (24) einstückig angeformt ist,
dessen Bodenwand (23) von der in den Stator (3) ein
gepreßten Achse (4) durchsetzt und diese mittels einer
Schraubverbindung (27, 28; 99, 100) gehaltert wird.
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