DE3340292A1

DE3340292A1 - Miniature direct current ventilator

Info

Publication number: DE3340292A1
Application number: DE19833340292
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dr.-Ing. Harmsen; Rolf Dr.-Ing. 7742 St Georgen Müller; Günter 7730 Villingen Wrobel
Original assignee: Papst Motoren & Co Kg 7742 St Georgen GmbH; Papst Motoren GmbH and Co KG
Current assignee: Papst Licensing GmbH and Co KG
Priority date: 1982-11-09
Filing date: 1983-11-08
Publication date: 1984-05-10

Abstract

Electronic devices or systems, which by now have become very compact, require correspondingly compact ventilators for cooling. Notwithstanding the further reduction of the dimensions of the prior art ventilators, the required air flow rate must be achieved, and the electronics must be fitted inside the drive motor of the ventilator which is to be produced economically. This is achieved by combining a suitable drive motor (5), which is designed as a collector-less direct current motor for one- or two-pulse operation, with a bearing retaining element (99) which is formed of plastic in one piece by a flange (4) of the drive motor with the ventilator housing. <IMAGE>

Description

GleichstromkleinstventilatorDC mini fan

Die Erfindung betrifft einen Gleichstromkleinstventilator insbesondere einen solchen zur Belüftung elektronischer oder elektrischer Apparate.The invention relates in particular to a miniature DC fan one for ventilating electronic or electrical equipment.

Es sind zahlreiche Gleichstromkleinstventilatoren bekannt geworden, welche im allgemeinen eine polygonale Kontur, meistens die eincrquadratsin axialer Draufsicht auf die Rotorachse haben.Numerous small DC fans have become known, which generally has a polygonal contour, mostly the one square in an axial direction Have a top view of the rotor axis.

n einem solchen standardisierten X aderförmigen Gehäuse sind ebenso standardisierte,in quadratischer Distanz angeordnete Befestigungslöcher im Eckbereich der Quadratkontur des Gehäuses vorgesehen und im allgemeinen sind diese Gebläse als Axialgebläse ausgebildet, d.h. die Förderrichtung ist parallel zur Rotorachse des zentral im Gehäusebereich angeordneten Antriebsmotors. Nicht nur die Quadratseitenlänge des Gehäuses, sondern auch die axiale Länge des Quaders, also die Ventilatorgehäuselänge in Förderungsrichtung, ist im allgemeinen standardisiert.In such a standardized X vein-shaped housing are also standardized, square-spaced fastening holes in the corner area the square contour of the housing and in general these are fans designed as an axial fan, i.e. the conveying direction is parallel to the rotor axis of the drive motor arranged centrally in the housing area. Not just the side length of the square of the housing, but also the axial length of the cuboid, i.e. the fan housing length in the direction of funding, is generally standardized.

Seit etwa 2 Jahrzehnten werden solche Ventilatoren, im allgemeinen Elektroniklüfter genannt und als Axialgeblase ausgebildet, verwendet und zwar werden sie meistens mit Wechselstrom betrieben. In letzter Zeit jedoch macht sich eine verstärkte Erfordernis nach Gleichstrombetrieb dieser Ventilatoren bemerkbar. Wechselstromantriebe für solche Ventilatoren wurden auch bei sehr kleinen Abmessungen schon bekannt, wobei hier durch Erhöhung der Frequenz eine Leistungsverbesserung erzielt wurde. Ebenso gibt es für sehr kleine Ventilatoren bereits Gleichstromantriebe. Diese bekannten Lösungen haben jedoch den Nachteil einer relativ geringen Lebensdauer, weil sie mit Bürstenmotoren angetrieben werden oder es ist eine externe und aufwendige Elektronik nötig.Such fans, in general, have been around for about two decades Electronic fan called and designed as an axial blower, used and that they mostly operated with alternating current. Recently, however, one has been making Increased requirement for DC operation of these fans noticeable. AC drives for such fans were already known even with very small dimensions, an improvement in performance was achieved here by increasing the frequency. There are also direct current drives for very small fans. These well-known However, solutions have the disadvantage of a relatively short service life because they be driven by brush motors or it is an external and complex electronics necessary.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, bei einem sehr kleinen Lüfter, insbesondere einem Axialventilator der eingangs genannten Art mit einer Abmessung von unter 80 x 80 x 35 mm, eine wirtschaftlich vorteilhaft herstellbare Gebläseeinheit für sehr große Lebensdauer, für kleinen Eigenverbrauch, für kompakte Gesamtanordnung (d.h., daß die gesamte Antriebselektronik für den Ventilator auch im Quaderbereich untergebracht sein muß), für hohen Gebläsewirkungsgrad, für eine gute Förderkennlinie (Volumen pro Sekunde bei variablem Druck) und für einen mäßigen Stromverbrauch (vorzugsweise annähernd konstant mit veränderlicher Drehzahl) zu schaffen.The invention is therefore based on the object with a very small one Fan, in particular an axial fan of the type mentioned with a Dimensions of less than 80 x 80 x 35 mm, an economically advantageous one to manufacture Blower unit for a very long service life, for low self-consumption, for compact ones Overall arrangement (i.e. the entire drive electronics for the fan also must be housed in the cuboid area), for high fan efficiency, for a good delivery curve (volume per second at variable pressure) and for a moderate Power consumption (preferably approximately constant with variable speed) create.

Bei sehr kleinen Radialgebläsen ist die zu lösende Aufgabe entsprechend.In the case of very small radial fans, the task to be solved is accordingly.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils der Ansprüche 2 oder 4 gelöst.This task is due to the features of the characterizing part of the Claims 2 or 4 solved.

Bei einer Lösung dieser Art machen sich die Vorteile zunehmend stärker bemerkbar, je kleiner ein solches Gebläse, insbesondere ein Axialventilator, wird. (Jedoch ist die Anordnung nicht auf Axialgebläse beschränkt, denn der gleiche Vorteil, jedenfalls hinsichtlich der Kompaktheit des anzutreibenden Motors und der Integration der Motorelektronik in den Halterungsflansch des Motors ist in gleicher Weise erfindungsgemäß vorteilhaft anwendbar bei einem Radialgebläse sehr klein werdenden Durchmessers). Insgesamt aber wirken die beiden Kombtnationsriierkmale von Motor und derartiger Gehäusegestaltung bei sehr kleinem Ventilator, zum Beispiel unterhalb eines Quadratbereiches von 70 x 70 mm und einer axialen Länge von 20 bis 30 mms überaus vorteilhaft zusammen, und wirken sich stark aus.With a solution of this kind, the benefits become increasingly stronger noticeable the smaller such a fan, in particular an axial fan, becomes. (However, the arrangement is not limited to axial fans, because the same advantage, at least with regard to the compactness of the motor to be driven and the integration the engine electronics in the mounting flange of the engine is according to the invention in the same way advantageously applicable to a radial fan with a very small diameter). Overall, however, the two combination belt features of the engine and the like work Housing design for a very small fan, for example below a square area of 70 x 70 mm and an axial length of 20 to 30 mms together extremely advantageous, and have a strong impact.

Denn ein derartiger Motor (mit 1 oder 2 Pulsen pro 360 ° el.) kann eine sehr reduzierte Elektronik haben, welche im Motor, vor allem im Flansch, insbesondere bei Serienproduktion wirtschaftlich vorteilhaft unterbringbar ist, so daß außerdem gegenüber den bekannten Lösungen eine externe Elektronik nicht benötigt wird.Because such a motor (with 1 or 2 pulses per 360 ° el.) Can have a very reduced electronics, which in the motor, especially in the flange, in particular can be accommodated in series production in an economically advantageous manner, so that in addition compared to the known solutions, external electronics are not required.

Außerdem ist die Gehäusegestaltung bei einem so kleinen Ventilator und vor allem im Bereich von einem Verhältnis des Durchmessers der zentralen Antriebseinheit zum Laufraddurchmesser von etwa 1:2(größer als 0,5)an besonders vorteilhaft.In addition, the design of the housing is for such a small fan and especially in the range of a ratio of the diameter of the central drive unit particularly advantageous for an impeller diameter of around 1: 2 (greater than 0.5).

Letzteres gilt für Axial-und Radialgebläse in gleicher Weise.The latter applies in the same way to axial and radial fans.

In Anspruch 2 ist eine nebengeordnete Lösung beschrieben, wobei der Strömungskanal Weningstens angenähert die Form einer Venturidüse aufweist.In claim 2, a secondary solution is described, wherein the Flow channel at least approximately has the shape of a Venturi nozzle.

Auch hier kommt die erfindungsgemäße Lösung bei Gehäuseabmessungen unterhalb von 70 mm x 70 mm x 30 mm besonders vorteilhaft zum Tragen.Here, too, the solution according to the invention comes with housing dimensions below 70 mm x 70 mm x 30 mm particularly advantageous for carrying.

Desgleichen beansprucht Anspruch 4 eine nebengeordnete Lösung für die vorliegende Aufgabe bei Radialgebläsen.Likewise, claim 4 claims a secondary solution for the task at hand with radial fans.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ventilators in axialer Draufsicht auf die Ausströmseite in natürlicher Größe; Fig. 2 den Schnitt gemäß Linie II-II in Fig. 1; Fig. 3 den Schnitt gemäß Linie II-II in Fig. 1 durch einen erfindungsgemäßen Ventilator mit einem anderen Strömungskanalverlauf; Fig. 4 das Schaltbild des Antriebsmotors; Fig. 5 ein weiteres Schaltbild des Antriebsmotors; Fig. 6 ein Diagramm der Förderkennlinle eines erfindungsgemäßen Ventilators und Fig. 7 ein variiertes AusFührungsbeispiel zu Fig. 2, jedoch außerdem gemäß der Schnittlinie VII-VII der Fig. 1.Embodiments of the invention are shown in the drawings and are described in more detail below. 1 shows an exemplary embodiment of a fan according to the invention in an axial plan view of the outflow side natural size; FIG. 2 shows the section along line II-II in FIG. 1; Fig. 3 den Section along line II-II in FIG. 1 through a fan according to the invention a different flow channel course; 4 shows the circuit diagram of the drive motor; Fig. 5 a further circuit diagram of the drive motor; 6 shows a diagram of the delivery characteristic of a fan according to the invention and FIG. 7 shows a varied exemplary embodiment to FIG. 2, but also according to the section line VII-VII of FIG. 1.

Ein Ventilator 1 (Fig. 1 und 2) besteht aus einem Gehäuse 2, dessen Stege 3 über einen Flansch 4 einen zentral angeordneten Motor 5 mit dem Gehäuse 2 verbinden. Die Stege 3 sind ausströmseitig angeordnet, womit eine Verringerung der durch die Luftbewegung erzeugten Geräusche erreicht wird.A fan 1 (Fig. 1 and 2) consists of a housing 2, whose Web 3 via a flange 4 a centrally arranged motor 5 with the housing 2 connect. The webs 3 are arranged on the outflow side, which means a reduction the noise generated by the movement of air is achieved.

Das Gebläse 2, die Stege 3 und der Flansch 4 sind vorzugsweise einstückig hergestellt.The fan 2, the webs 3 and the flange 4 are preferably in one piece manufactured.

Der Motor 5 ist ein Außenläufermotor, der weiter unten noch näher beschrieben wird. Auf dem Außenmantel des Motors 5 ist ein Laufrad 6 befestigt (geklebt oder aufgeschrumpft). Das Laufrad 6 hat vorzugsweise sieben Lüfterflügel 7, die ungleichmäßig über dem Umfang verteilt sind, wodurch lästige Einzeltöne gedämpft werden.The motor 5 is an external rotor motor, which is described in more detail below is described. An impeller 6 is attached (glued) to the outer casing of the motor 5 or shrunk). The impeller 6 preferably has seven fan blades 7, the are unevenly distributed over the circumference, which muffles annoying individual tones will.

Zwischen den Lüfterflügeln 7 und der Innenwand 8 des Gehäuses 2 wird ein im wesentlichen zylindrischer Strömungskanal gebildet, wobei der äußere Durchmesser des Laufrades 6 (äußerer Lüfterflügeldurchmesser) nur geringfügig kleiner sein sollte als der Durchmesser der Innenwand 8 des Gehäuses 2 zur Optimierung der Luftströmung (Fig. 2). Sehr gute Ergebnisse werden hier erreicht, wenn man das Gehäuse 2 und das Laufrad 6, einschließlich seiner Lüfterflügel 7, aus glasfaserverstärktem Kunststoff im Spritzgußverfahren fertigt.Between the fan blades 7 and the inner wall 8 of the housing 2 is a substantially cylindrical flow channel is formed, the outer diameter of the impeller 6 (outer fan blade diameter) should only be slightly smaller than the diameter of the inner wall 8 of the housing 2 to optimize the air flow (Fig. 2). Very good results are achieved here if the housing 2 and the impeller 6, including its fan blades 7, made of glass fiber reinforced plastic manufactures by injection molding.

Die Förderleistung des Ventilators wird noch erhöht, wenn wenigstens ausströmseitig der Strömungskanal in Konturenecken 9 des Gehäuses 2 derart erweitert wird, daß die Erweiterungen 10 wesentlich über den Durchmesser des Laufrades 6, 7 hinausgehen. Diese Eckenerweiterung kommt bezüglich Leistungserhöhung besonders bei Lüftern dieser Art (Grundfläche 62 mm x 62 mm , axiale Länge 25 mm) zum Tragen. In den Konturecken 9 sind außerdem einström-und/oder ausströmseitig Befestigungslöcher 11 vorgesehen.The capacity of the fan is increased, if at least on the outflow side, the flow channel is expanded in this way in the contour corners 9 of the housing 2 is that the extensions 10 substantially over the diameter of the impeller 6, 7 go out. This corner extension is particularly important in terms of increased performance for fans of this type (base area 62 mm x 62 mm, axial length 25 mm) to be carried. In the contour corners 9 there are also fastening holes on the inflow and / or outflow side 11 provided.

Zur Lagerung des Rotors des Motors 5, der mit einer Drehzahl von etwa 5000 1/min läuft, werden Kugellager 12 verwendet.To support the rotor of the motor 5, which is at a speed of about 5000 1 / min runs, ball bearings 12 are used.

Die billigeren Gleitlager, die bei größeren Lüftern eingesetzt werden, sind hier vor allem wegen der hohen Drehzahlen nicht geeignet. The cheaper plain bearings that are used in larger fans are not suitable here, primarily because of the high speeds.

Die Kugellager 12 sind in einemYlagerrohr 18 eingesetzt. Das Lagerrohr 18 ist auf seinem Außendurchmesser im Bereich des Statorblechpakets abgesetzt, d.h. im Durchmesser einer kleiner, um über dem möglichst nahe an ;dri Rotorwelle 19 liegenden Nutengrund im Stator trotzdem einen ausreichenden Eisenquerschnitt für den magnetischen Kreis dort zu gewinnen.The ball bearings 12 are inserted in a bearing tube 18. The storage tube 18 is deposited on its outer diameter in the area of the stator core, i.e. in the diameter of a smaller one, in order to lie as close as possible to the rotor shaft 19 The base of the slot in the stator still has a sufficient iron cross-section for the magnetic Win circle there.

Das Lagerrohr 18 wird an einem Ende mit dem Flansch 4, 24 durch Rollieren fest verbunden. Diese Maßnahme erbringt eine weitere Platzersparnis.The bearing tube 18 is at one end with the flange 4, 24 by rolling firmly connected. This measure saves further space.

Pfeile 13 und 14 geben die Strömungsrichtung an.Arrows 13 and 14 indicate the direction of flow.

Ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 3. A further exemplary embodiment according to the invention is shown in FIG. 3.

Ein Ventilator 21 besteht aus einem Gehäuse 22, das Stege 23 aufweist, die in einem mittig zur quadratischen Grundfläche des Gehäuses 22 vorgesehenen Flansch 24 übergehen (entsprechend Fig. 1) Das Gehäuse 22, die Stege 23 und der Flansch 24 bestehen aus einem Stück. Ein Motor 25 ist am Flansch 24 befestigt. Auf seinem Außenmantel ist ein Laufrad 26 mit Lüfterflügeln 27 angebracht. Ein Strömungskanal 28 ist hier in Form einer Venturidüse ausgebildet, wobei ausströmseitig entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 der Strömuhgskanal 28 in Konturenecken 29 des Gehäuses 22 hinein Erweiterungen 30 vorgesehen sind. In den Konturenecken 29 befinden sich Befestigungslöcher 31 einström-und ausströmseitig.(Abstand 50 mm x 50 mm). A fan 21 consists of a housing 22 which has webs 23, in a flange provided in the center of the square base of the housing 22 24 pass (according to FIG. 1) The housing 22, the webs 23 and the flange 24 consist of one piece. A motor 25 is attached to the flange 24. On his An impeller 26 with fan blades 27 is attached to the outer casing. A flow channel 28 is designed here in the form of a Venturi nozzle, with correspondingly on the outflow side the embodiment of FIGS. 1 and 2 of the Strömuhgskanal 28 in contour corners 29 of the housing 22 into extensions 30 are provided. In the contour corners 29 there are fastening holes 31 on the inflow and outflow sides (distance 50 mm x 50 mm).

Der Motor 5, 25 ist ein kollektorloser Gleichstrommotor für ein-oder zweipulsigen Betrieb mit einem sogenannten Reluktanzhilfsmoment, welches dadurch zustande kommt, daß da-s elektrodynamische Moment von der Statorwicklung her nur ein Wechselfeld aufweist und der magnetische Widerstand des magnetischen Kreises -im Statorbereich so über der Drehro-tationsstellung des Läuferrades verändert ist, daß magnetische Energie gespeichert wird'solange das eiektrodynamische Moment pulsweise antreibt und in den Pulslücken die gespeicherte magnetische Energie durch Zusammenwirken des Rotorpermanentmagneten mit dem Statoreisen wieder frei wird unter Drehmomentbildung.The motor 5, 25 is a brushless direct current motor for one or two-pulse operation with a so-called reluctance auxiliary torque, which thereby the result is that the electrodynamic moment from the stator winding is only has an alternating field and the magnetic resistance of the magnetic circuit - is changed in the stator area above the rotational rotation position of the impeller, that magnetic energy is stored as long as the electrodynamic moment is pulsed drives and in the pulse gaps the stored magnetic energy through interaction the rotor permanent magnet with the stator iron is released again with torque generation.

Solche Motoren sind in der DE-AS 22 25 442 und in der DE-PS 23 46 380 (= CH-PS 597 715) und in der Zeitschrift "asr-divest" Heft 1-2/77 u. a. im einzelnen beschrieben. Diese Motoren sind vorteilhafterweise Außenläufermotoren, in deren Rotor ein Dauermaqnet t in Form eines Dauermagnetringes oder eines ringförmig gebogenen Daejermacgnetbandes angeordnet ist. Bei dem Dau(?rmagneten kann es sich insbesondere um einen kunststoffgebundenen Magneten oder einen sogenannten Gummimagneten handeln.Such motors are in DE-AS 22 25 442 and in DE-PS 23 46 380 (= CH-PS 597 715) and in the magazine "asr-divest" issue 1-2 / 77 et al. in detail described. These motors are advantageously external rotor motors in which Rotor a Dauermaqnet t in the form of a permanent magnet ring or a ring-shaped curved one Daejermacgnetbandes is arranged. In the case of permanent magnets, it can in particular be be a plastic-bonded magnet or a so-called rubber magnet.

Solche Magnete bestehen aus Mischungen von Hartferriten und elastischem Material, insbesondere aus elastomergebundenem Barjumferrit. Solche Magnete beze-ichnet man auch als Gummimagnete. Die Magnetisierung ist mit Vorteil über der Polteilung trapezförmig oder annähernd trapezförmig bei relativ kleiner Polliicke. In gleicher Weise kann man aber auch andere Dauermagnete verwenden, z. B. eingeklebte HaLbschaLen oder andere.Such magnets consist of mixtures of hard ferrite and elastic Material, in particular made of elastomer-bonded barjum ferrite. Such magnets denote also known as rubber magnets. The magnetization is advantageous over the pole pitch trapezoidal or almost trapezoidal with a relatively small pole thickness. In the same But you can also use other permanent magnets, e.g. B. glued-in half-shells or others.

D ic Elektronik zur Regelung eines solchen Motors (beschrieben in DE-OS 30 10 435.9) benötigt Weniger Bauteile als übliche Gleichstrommotoren dieser Art. Daher ist es möglich, auch die Elektronik für die Kommutierunq des Motors innerhalb der Außenmaße des Gehäuses 2, 22 des Ventilators 1, 21 unterzubringen, und zwar innerhall) des 1 b Motors, vor allern im Bereich des Flansches 4. Die europäische Patentanmeldung 82/111 882.5 (EU-OS 0 084 156) beschreibt eine hier sehr gut verwendbare Knmmutierunqsschaltung mit Wenigen Elementen.D ic electronics for controlling such a motor (described in DE-OS 30 10 435.9) requires fewer components than conventional DC motors of this Art. Therefore it is possible to also use the electronics for the commutation of the motor within the external dimensions of the housing 2, 22 of the fan 1, 21 to accommodate, namely inside) of the 1b motor, especially in the area of the flange 4. The European one Patent application 82/111 882.5 (EU-OS 0 084 156) describes a very useful one here Mutation circuit with few elements.

Dazu ist prinzipiell auch die Kommut ierungcschal.tunq nach der US-PS 3 873 898 oder den DE-OS 2 263 242 und 2 460 419 vorteilhaft verwendbar. Auf diese genannten Druckaclriften (DE-AS 22 25 442, DE-PS 23 46 380 und DE-OS 30 10 435) wird oklr Vermeidung unnötiger L irlgen iusdrücklich Bezug genommen. Insbesondere wird auf die Figuren 6 und 7 der DE-OS 30 10 435 verwiesen. Aus Platzmangel werden die zur Block crs i ehe rung e Lngeset/ en rel t i v großen Kondensatoren 68 und 74 (Fig. 6 in der DE-OS 30 10 435 entfernt und statt dieser ein PTC-Widerst.and 78 in die Plusleitung 33 eingesetzt.For this purpose, the commutation ierungcschal.tunq according to the US-PS is in principle 3 873 898 or DE-OS 2 263 242 and 2 460 419 can advantageously be used. To this mentioned Druckaclriften (DE-AS 22 25 442, DE-PS 23 46 380 and DE-OS 30 10 435) express reference is made to avoid unnecessary loopholes. In particular reference is made to FIGS. 6 and 7 of DE-OS 30 10 435. Become for lack of space the length set / s relatively large capacitors 68 and 74 (Fig. 6 in DE-OS 30 10 435 removed and instead of this a PTC Widerst.and 78 inserted into the positive line 33.

In Fig. 4 ist eine solche Schaltung dargestellt. Darin ist ein Anpassungsnetzwerk 65 aus drei Widerständen vorgesehen, und zwar führt vom Ausgang 50 des Hall-ICs 55 ein Widerstand 66 zur Plusleitung 33, ein Widerstand 67 zur Basis eines pnp-Transisistors 69, welche Basis über einen Ableitwiderstand 70 mit der Plusleitung 33 verbunden ist, an der auch der Emitter des Transistors 69 liegt. Der als rotorstellungsabhängiges Sensormittel dienende Hall-IC 55 ist mit einem Anschluß an die Minusleitung 35 und mit dem anderen Anschluß über einen Widerstand 48 an die Plusleitung 33 angeschlossen.Such a circuit is shown in FIG. There is an adaptation network in it 65 is provided from three resistors, namely leads from the output 50 of the Hall IC 55 a resistor 66 to the positive line 33, a resistor 67 to the base of a pnp transistor 69, which base is connected to the positive line 33 via a bleeder resistor 70 at which the emitter of transistor 69 is also connected. The one that depends on the rotor position Sensor means serving Hall IC 55 is connected to the negative line 35 and the other terminal is connected to the positive line 33 via a resistor 48.

Parallel zu ihm liegt eine Zenerdiode 49, die die Spannung am Hall-IC 55 regelt. Ferner führt vom Ausgang 50 ein Widerstand 73 zur Basis eines npn-Transistors 75, die auch über einen Ableitwiderstand 76 mit der Minusleitung 35 verbunden ist, an der auch der Emitter dieses Transistors liegt. Der Kollektor des Transistors 69 ist mit dem Anschluß al des Wicklungsstranges W1 verbunden, der Kollektor des Transistors 75 mit dem Anschluß a2 des Wicklungsstranges W2. Die Freilaufdioden 59 und 60 sind antiparallel zu den zugeordneten Transistoren 69 bzw. 75 geschaltet. Zwischen den Anschlüssen al und a2 liegt der Koppel kondensator 47.In parallel with it is a Zener diode 49, which controls the voltage at the Hall IC 55 regulates. Furthermore, a resistor 73 leads from output 50 to the base of an npn transistor 75, which is also connected to the negative line 35 via a bleeder resistor 76, which is also the emitter of this transistor. The collector of the transistor 69 is connected to the terminal al of the winding phase W1, the collector of the Transistor 75 to the terminal a2 of the winding phase W2. The freewheeling diodes 59 and 60 are connected in anti-parallel to the associated transistors 69 and 75, respectively. The coupling capacitor 47 is located between the connections a1 and a2.

Wenn beim Anlaufen z.B. dem Hall-IC 55 ein Nordpol gegenübersteht wird sein Ausgangspotential niedrig, nimmt also etwa das Potential der Minusleitung 35 an. Es fließt deshalb ein Ladestrom über die Emitter-Basis-Strecke des Transistors 69 und macht den Transistor 69 leitend, so daß ein Strom im Wicklungsstrang Wl fließt.If, for example, the Hall IC 55 is facing a north pole when it starts up its output potential becomes low, i.e. it takes about the potential of the negative line 35 at. A charging current therefore flows through the emitter-base path of the transistor 69 and makes the transistor 69 conductive, so that a current flows in the winding phase Wl.

Wird dieser Strom anschließend abgeschaltet, so wird die Energie aus dem Wicklungsstrang W7 über die transformatorische Kopplung, den Koppelkondensator 47 und die Diode 60 rekuperiert.If this current is then switched off, the energy is turned off the winding phase W7 via the transformer coupling, the coupling capacitor 47 and the diode 60 recuperated.

Anschließend wird dann der Transistor 75 leitend gesteuert.Then the transistor 75 is then made conductive.

Wird der Rotor blockiert, so erhält der gerade leitende Transistor 69 oder 75 zwar noch einen Teil des relativ bohren Anlaufstromes, jedoch heizt dieser den am Eingang liegenden PTC-Widerstand 78 sehr schnell auf, womit dessen Widerstand entsprechend seiner charakteristischen Kennlinie stark ansteigt und somit den tatsächlichen Strom im blqckierten Zustand auf 10 - 20 56 des "normalen" Kurzschlußstrmwertes reduziert; damit wird auch der die Transistoren 69, 75 belastende Strom so klein, daß sie thermisch nicht gefährdet sind.If the rotor is blocked, the transistor that is currently conducting will receive 69 or 75 still a part of the relatively drilling starting current, but this heats the PTC resistor 78 located at the input very quickly, with which its resistance increases sharply according to its characteristic curve and thus the actual Current in the blocked state to 10 - 20 56 of the "normal" short-circuit current value reduced; thus the current loading the transistors 69, 75 is so small that that they are not thermally endangered.

Die Schaltung nach Fig. 4 stellt eine wirtschaftlich vorteilhafte Lösung für einen solchen Kleinstventilator dar, da insgesamt relativ wenige Bauelemente noch raumintegrativ im Flansch das sehr kleinen Antriebsmotors untergebracht werden können, obwohl auch die Forderungen: Blockierschutz und Falschpolsicherung (beides mittels des am Eingang liegenden PTC-Widerstandes 78 der ebenfalls mit in diesem Flansch untergebracht ist) erfUllt sind.The circuit according to FIG. 4 represents an economically advantageous one The solution for such a miniature fan is that there are relatively few components overall can still be accommodated in the flange of the very small drive motor in a space-integrating manner can, although the requirements: anti-lock protection and reverse polarity protection (both by means of the PTC resistor 78 at the input, which is also included in this Flange is housed) are fulfilled.

Eine weitere Reduzierung der Bauteile wird mit einer Schaltung gemäß Fig. 5 erreicht. Eine paralleldrähtige Wicklung (sogenannte "bifilare'tWicklung) erlaubt die Verwendung kleinerer Kondensatoren , und die Anzahl der Kondensatoren kann verringert werden. Durch den Einsatz des PTC-Widerstandes 78 und "bifilarer" Wicklungen ( W2') können die in der DE-OS 30 10 435 (Fig. 6) verwendeten Kondensatoren 47, 68, 74 entfallen. A further reduction in the number of components is achieved with a circuit according to Fig. 5 reached. A parallel-wire winding (so-called "bifilare't winding) allows the use of smaller capacitors, and the number of capacitors can be decreased. By using the PTC resistor 78 and "bifilar" Windings (W2 ') can be the capacitors used in DE-OS 30 10 435 (Fig. 6) 47, 68, 74 are omitted.

Statt der einfachen Transistoren 69 und 75 nach Fig. 4 werden hier komplementäre Darlingtontransistoren 80, 81 verwendet, und zwar bevorzugt solche Typen, welche die Ableitwiderstände 80', 81' und die Freilaufdioden 80", 81't bereits enthalten Da die Darlingtontransistoren eine wesentlich größere Stromverstärkung haben als einfache Transistoren, können sie auch mit RC-Gliedern höherer Impedanz angesteuert werden.Instead of the simple transistors 69 and 75 according to FIG complementary Darlington transistors 80, 81 are used, and preferably those Types that the bleeder resistors 80 ', 81' and the freewheeling diodes 80 ", 81't already Since the Darlington transistors contain a much larger current gain than simple transistors, they can also have higher impedance RC elements can be controlled.

Als Hall-IC wird ein Typ mit integrierter Spannungsstabilisierung (z.B. UGN 3016 "Sprague") eingesetzt, wodurch die Diode 49 (Fig. 4) entfällt.A type with integrated voltage stabilization is used as a Hall IC (e.g. UGN 3016 "Sprague") is used, whereby the diode 49 (Fig. 4) is omitted.

Das als Anpassungsglied dienende Widerstandsnetzwerk 82 ist hier im Prinzip gleich aufgebaut wie das Netzwerk 65 der Fig. 4.The resistor network 82 serving as an adapter is here in The principle is the same as the network 65 of FIG. 4.

Der Knotenpunkt 83 ist über einen Widerstand 85 mit der Plusleitung 33, über einen Widerstand 86 mit der Basis des Transistors 80, und über einen Widerstand 88 mit der Basis des Transistors 81 verbunden. Die Anordnung der Kondensatoren 16, 17 Zwischen den Basen der Transistoren 80, 81 und der Leitungen 33, 55 verbessert das Schaltverhalten.The node 83 is connected to the positive line via a resistor 85 33, through a resistor 86 to the base of transistor 80, and through a resistor 88 connected to the base of transistor 81. The arrangement of the capacitors 16, 17 Improved between the bases of transistors 80, 81 and lines 33, 55 the switching behavior.

Der Emitter des pnp-Transistors 80 ist auch hier mit der Plusleitung 33, sein Kollektor mit dem Anschluß al des Wicklungsstranges W1' verbunden, und der Emitter des npn-Transistors 81 ist mit der Minusleitung 35 verbunden, während sein Kollektor mit dem Anschluß a2 des Wicklungsstranges W2' verbunden ist.The emitter of the pnp transistor 80 is also here with the positive line 33, its collector connected to the terminal al of the winding phase W1 ', and the emitter of the npn transistor 81 is connected to the negative line 35 while its collector is connected to the terminal a2 of the winding phase W2 '.

Fig. 6 zeigt die Förderkennlinie eines erfindungsgemäßen Lüfters von 62 x 62, 25 mm Außenabmessungen mit einer Drehzahl von 5000/6000 U/min für 12/13 V DC.FIG. 6 shows the delivery characteristic of a fan according to the invention from FIG 62 x 62, 25 mm outer dimensions with a speed of 5000/6000 rpm for 12/13 V DC.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 sind hinsichtlich der Dimensionierung des Lagerrohrs ähnliche Verhältnisse wie in Fig 2 vorgesehen, jedoch ist hier zusätzlich außerdem einstückig an den Flansch 4 ein die Lager 12 aufnehmendes Lagertragrohr 99 ancgespritzt, welches für Dauerbetrieb in Verbindung in i t einem einpulsig oder zweipulsig betriebenen kollektorlosen Gleichstrommotor überraschenderweise eine ausreichende Genauigkeit und Temperatur festigkeit aufweist, wobei Gehäuse, Flansch, Stege, Lagerrohr ein einziges Kunststoffteil bilden. Dabei weist das Lagerrohr 99 zweckmäßig noch angespritzte Ansätzc, 99A, 99B, 99C zum Anschlag von Lagern und Stator auf.In the exemplary embodiment according to FIG. 7, in terms of dimensioning of the bearing tube similar conditions as in Fig. 2 are provided, but here is additional In addition, in one piece on the flange 4, a bearing support tube receiving the bearings 12 99 injected, which is used for continuous operation in conjunction with a single-pulse or two-pulse operated brushless direct current motor surprisingly a has sufficient accuracy and temperature resistance, with the housing, flange, Web, bearing tube form a single plastic part. The bearing tube 99 expediently still molded approaches, 99A, 99B, 99C for the stop of bearings and Stator open.

Anstelle des bereits genannten zweipulsigen kol lektorlosen DC-Motnrs mit Reluktanzhilfsmoment, der vorteilhafterweise nach der DE-PS 23 46 380 ausgebildet ist, welche Schrift hiermit in diese Anmeldung incorporiert wird, ist auch der Betrieb mit einem zweipulsigen kollektorlosen DC-Motor ohne Reluktanzhilfsmoment, z. B. noch der in diese Anmeldung hiermit incorporierten DE-OS 27 30 142 möglich. Auch in Verbindung mit jenem Motor kann das zentrale Lage rohr aus Kunststoff sein und einstückig mit Flansch, Stegen und Außengehäuse oespritzt sein. Besonders gut geht es jedoch mit einem zweipulsigen Reluktanzhilfsmomentmotor, da dessen Wirkungsgrad besonders hoch ist (insbesondere wenn qemäβ DE-PS 23 46 380 ausgebildet) und dessen Erwärmung entsprechend klein ist, womit relativ hohe Stabilität des Lagerrohres gewährleistet ist.Instead of the already mentioned two-pulse, col lectorless DC motor with reluctance auxiliary torque, which is advantageously designed according to DE-PS 23 46 380 is, which font is hereby incorporated into this application, is also the operation with a two-pulse brushless DC motor without auxiliary reluctance torque, e.g. B. nor the DE-OS 27 30 142 incorporated in this application is possible. Even In connection with that engine, the central layer can be made of plastic and Oespritzt in one piece with flange, webs and outer housing. Goes particularly well It does, however, use a two-pulse reluctance auxiliary torque motor because of its efficiency is particularly high (especially if qemäβ DE-PS 23 46 380 formed) and whose heating is correspondingly small, so that the bearing tube is relatively stable is guaranteed.

Ersichtlich ist die Außenkontur des Ventilatorgehäuses keinen Ei; Fluß auf cli e Stabilität des Lagertragrohrs und die Unterbringung der Kommulierungselektronik innerhalb des Motors. Es zeigt auch Fig. 7 ein ringertiges (Gehäuse 2 , d. h. der allcjemeinsten form von punktsymmetrischer Auβenkontur. Ein sogenannter einpulsiger Motor ist in der DE-OS 22 60 069 beschrieben. LeerseiteThe outer contour of the fan housing is clearly not an egg; Flow on the stability of the bearing support tube and the accommodation of the communication electronics inside the engine. It also shows Fig. 7 a ready-to-use (housing 2, i.e. the every form of point-symmetrical outer contour. A so-called single-pulse Motor is described in DE-OS 22 60 069. Blank page

Claims

Claims 1.). DC mini fan, in-particular for Be Ventilation of electronic devices, not shown by the combination the following features: a) the fan (1) is an axially compact axial fan, Consists of a central drive motor (5) supported by a flange (4) attached impeller (6) formed; b) the drive motor (5) is brushless DC motor for one or two-pulse operation; c) the housing (2) of the axial fan has essentially the shape of a prism with a cylindrical flow channel (Inner wall 8), which surrounds the impeller (6), the diameter of which is essentially that corresponds to the inner wall (8) of the housing (2); d) the motor (5) and the The flange (4) holding the impeller (6) is integral with a flange (4) which surrounds the bearing system (12) Bearing holding element (99) injection-molded from plastic.

2.) DC fan, especially for electronic ventilation Apparatus not marked by the combination of the following features: a) the fan (21) is an axially compact axial fan, consisting of a central, Drive motor (5) mounted on a flange (24) with an impeller attached to it (26) formed; b) the drive motor (5) is a brushless direct current motor for one- or two-pulse operation; c) the housing (22) of the axial fan has in essentially the shape of a prism; the passage cross section of the flow channel (28) initially decreases in the direction of flow in the manner of a Venturi channel to a minimal circular cross-section and expands from there to the outlet cross-section, wherein the radial outer edges of the fan blades (7) essentially correspond to the inner wall run of the housing; d) the flange holding the motor (5) and the impeller (6) (4) is integral with the bearing mounting element surrounding the bearing system (12) (99) injection-molded from plastic.

3.) Fan according to claim 1 or 2, characterized in that g e k e n n z e i c h n e t that the flow channel on the outflow side into the contour corners (9) of the housing (1) is widened in such a way that these widenings (10) are substantially in the radial direction go beyond the impeller (6, 7).

4.) DC mini fan, especially for electronic ventilation Apparatus not marked by the combination of the following features: a) the fan (1) is a compact radial fan, consisting of a central, Drive motor (5) held by a flange with an impeller (6) attached to it, educated; b) the drive motor (5) is a brushless DC motor for single or double pulse operation; c) the housing (2) of the radial fan has inner surfaces, which run parallel to the axis of the drive motor and form the flow channel with; d) the flange (4) holding the motor (5) and the impeller (6) is integral therewith the bearing support element (99) surrounding the bearing system (12) made of plastic.

5.) Fan according to one of the preceding claims, characterized in that g It is evident that the bearing support element (99) is designed as a bearing tube is.

6.) Fan according to one of claims 1, 2 or 4, characterized g e k It is noted that the housing (2) of the fan surrounding the impeller (6) is molded in one piece on the flange (4), so that the housing (2), flange (4) and bearing support element (99) form a single plastic part.

7.) Fan according to one of the preceding claims, characterized in that g e k e n n n n z e i c h n e t that the drive motor (5) for two-pulse operation with a magnetic resistance of the variable that is formed over the angle of rotation Stator is provided for generating an auxiliary reluctance torque, which is used for the electrodynamic Torque is offset in time.

8.) Fan according to one of the preceding claims, characterized in that g e k e n n n n n e i n e t that the square or polygonal, symmetrical base area of the housing (2, 22) is equal to or smaller than a square of 70 mm x 70 mm and the axial length of the fan (1, 21) is in the range from 15 mm to 30 mm.

9.) Fan according to one of claims 1 or 2, characterized g e k e It is noted that the base area of the housing (2, 22) is 62 mm x 67 mm and the axial length of the fan is 25 mm.

10.) Fan according to one of the preceding claims, characterized in that g e k e n n n z e i c h n e t that the central drive motor (5) is designed as an external rotor is.