Aus
der DE 69 12 896 U ist
ein Ventilator der gattungsgemäßen Art
bekannt. Der Ventilator weist für
sein zentrales Lagerrohr keine einstückige, brückenartige Verbindung, sondern
eine aussteifungsmäßig demgegenüber schwächere Schraubverbindung
auf.From the DE 69 12 896 U is a fan of the generic type is known. The fan has for its central bearing tube no one-piece, bridge-like connection, but a stiffening moderately weaker screw on.
Der
aus der DE 33 32 659
C2 vorbekannte Lüftermotor
besitzt ein im wesentlichen kreisförmiges Gehäuse, mit unmittelbar außerhalb
des Stators angeordneten drei Befestigungssäulen mit jeweils einer Längsbohrung
für eine
Befestigungsschraube. Wegen der nicht vorhandenen Quadratform des
Gehäuses
stellt sich die Frage einer eventuellen Eckversteifung nicht. Dies
gilt auch für
das aus der DE 20 00 844
A bekannte Zentrifugalgehäuse.The from the DE 33 32 659 C2 Previously known fan motor has a substantially circular housing, with arranged directly outside the stator three mounting pillars each having a longitudinal bore for a fastening screw. Because of the non-existing square shape of the housing, the question of a possible Eckversteifung does not arise. This also applies to the from the DE 20 00 844 A known centrifugal housing.
Bei
dem aus der DE 25 51
615 C2 vorbekannten Axialventilator ist in einem Eckbereich
seiner quadratischen Flanschplatte eine längs der ganzen axialen Gehäuselänge vorhandene,
eine Brücke
bildende Stegplatte vorhanden, an die eine elektrische Erdleitung
angeschraubt werden kann. Diese Stegplatte ist nur in einer der
vier Eckbereiche der Flanschplatte vorhanden, so dass sie die Steifheit des
Gehäuses
nur unwesentlich erhöhen
kann. Dies ist auch für
den vorbekannten Axialventilator gemäß der DE 25 51 614 C3 .In the from the DE 25 51 615 C2 Previously known axial fan is present in a corner region of its square flange plate along the entire axial housing length existing, forming a bridge bridge plate, to which an electrical grounding can be screwed. This web plate is present only in one of the four corner regions of the flange plate, so that they can only slightly increase the rigidity of the housing. This is also for the known axial fan according to the DE 25 51 614 C3 ,
Die
bei dem aus der DE
32 27 698 C2 vorbekannten Axial-Kleinlüfter bekannten Befestigungssäulen schrumpfen
zu zwei Flanschplatten zusammen, die einströmseitig und ausströmseitig
jeweils vorhanden sind.The at the from the DE 32 27 698 C2 Prior art axial small fan known attachment columns shrink to two flange plates together, which are present on the inflow and outflow side respectively.
Auch
in den vorveröffentlichten DE 29 40 650 A1 und
DE-OS 17 28 338 sind vergleichbare Befestigungsflansche auf der
Einströmseite
und Ausströmseite
jeweils offenbart.Also in the pre-published DE 29 40 650 A1 and DE-OS 17 28 338 comparable mounting flanges on the inflow and outflow are respectively disclosed.
Bei
dem Axialgebläse
gemäß der vorveröffentlichten FR 15 13 882 A sind
vergleichbare Befestigungsflansche auf der Ausströmseite angeordnet.In the axial fan according to the pre-published FR 15 13 882 A are comparable mounting flanges arranged on the outflow side.
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik sowohl
wirtschaftlicher herstellbares als auch steiferes Gebläse zu schaffen.Of the
Invention is based on the object, a comparison with the prior art both
to create more economical as well as stiffer fan.
Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen
der Erfindungen sind Gegenstand von sich daran anschließenden weiteren
Ansprüchen,
auf die ausdrücklich
vollinhaltlich Bezug genommen wird.These
The object is solved by the features of claim 1. further developments
inventions are the subject of subsequent further
claims,
to the express
is fully incorporated by reference.
Die
Figuren zeigen Ausführungsbeispiele der
Erfindung. Dabei stelltThe
Figures show embodiments of the
Invention. It puts
1 einen Schnitt längs der
Schnittlinie I/I der 2 dar,
während 1 a section along the section line I / I of 2 while
2 die Draufsicht in Richtung
des Pfeiles II der 1 zeigt
und 2 the top view in the direction of arrow II of 1 shows and
1 und 2 zusammen in doppelter natürlicher
Größe, also
im Maßstab
2:1, ein Gebläsegehäuse zeigen,
in welches ein Laufrad mit koaxialem Antriebsmotor, wie in 3 oder 4 dargestellt, eingesetzt werden kann. 1 and 2 together in double natural size, so in the scale 2: 1, a fan housing show, in which an impeller with coaxial drive motor, as in 3 or 4 shown, can be used.
3 mit Einzelheit, 4, 5 zeigen Varianten solcher erfindungsgemäßer Antriebsmotoren
mit Laufrad in doppelter natürlicher
Größe, wobei
die Außenrotoren
des Antriebsmotors und die Laufradnabe verschieden gestaltet sind.
Die Kommutierungselektronik ist im Flansch jeweils vorgesehen. 3 with detail, 4 . 5 show variants of such inventive drive motors with impeller in double natural size, the outer rotors of the drive motor and the impeller hub are designed differently. The commutation electronics are provided in the flange respectively.
6 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einer zusätzlichen
oder alternativen Befestigung des Kunststofflaufrades auf dem Außenrotortopf
mittels Wärmestauchen,
außerdem
ist dort die Kommutierungselektronik auf einem ringförmigen Träger unter der
Außenrotorkappe
vorgesehen. 6 shows an embodiment with an additional or alternative attachment of the plastic impeller on the outer rotor pot by means of heat dipping, also there is the commutation electronics provided on an annular support under the outer rotor cap.
7 und 8 zeigen Einzelheiten der Schaufeldimensionierung
für das
Laufrad, z. B. gemäß 3. 7 and 8th show details of blade sizing for the impeller, e.g. B. according to 3 ,
1 zeigt einen geknickten
Längsschnitt durch
das Gehäuse
eines erfindungsgemäßen Kleinstgebläses, konzentrisch
zur Rotationsachse 10 ist ein Lagerrohr 17 gestuft
ausgeführt
für Anschläge von Lagern
und Positionierung des Statorkörpers. 1 shows a kinked longitudinal section through the housing of a micro fan according to the invention, concentric with the axis of rotation 10 is a bearing tube 17 stepped designed for stops of bearings and positioning of the stator body.
Das
Lagerrohr 17 ist ein einstückig mit dem Flansch 13,
an welchen sich vier Stege 5 um 90° verteilt anschließen, die
radial jeweils in eine Quadratseitenmitte laufen, dort sich in eine
quadratische Flanschplatte 15 fortsetzen, aus welcher das
Gehäuserohr 4 oder 1 mit
seiner zylindrischen Innenwandfläche 3 bis
zur Eintrittsebene E axial erstreckt. Radial außerhalb des Gehäuserohres 1 sind
die Befestigungssäulen 14,
die auch aus der Flanschplatte 15 von der Austrittsebene
A axial bis zur Eintrittsebene E sich erstrecken. Alle diese Teile 17, 13, 5, 4, 1, 14, 15 sind
als einstückiges
Kunststoffspritzgußteil
ausgebildet die Befestigungssäulen 14,
die die volle axiale Länge
des Gebläses
haben und massiv ausgebildet sind, geben eine vorzügliche Steifigkeit
zur Befestigung des Mini-Gebläses.
Außerdem
ist durch diese Gestaltung, die innerhalb und außerhalb des Strömungskanals
nur eine Teilungsebene vorsieht (werkzeugmäßig), ein billiges Werkzeug
möglich.
Befestigungsbohrungen 16 sind konzentrisch in die Säulen 14 eingelassen.The bearing tube 17 is an integral with the flange 13 , where there are four bridges 5 distributed by 90 °, which run radially in each case in a square side center, there in a square flange plate 15 continue from which the housing tube 4 or 1 with its cylindrical inner wall surface 3 extends axially to the entry level E. Radi al outside the housing tube 1 are the fortification pillars 14 that also comes from the flange plate 15 extend axially from the exit plane A to the entry plane E. All these parts 17 . 13 . 5 . 4 . 1 . 14 . 15 are designed as a one-piece plastic injection molded part, the mounting columns 14 , which have the full axial length of the blower and are solid, give excellent rigidity for mounting the mini-blower. In addition, a cheap tool is possible by this design, which provides only one parting plane inside and outside the flow channel (tool-wise). mounting holes 16 are concentric in the columns 14 admitted.
Die
Erweiterungsräume 18, 19 mit
den Erweiterungswinkeln γ, δ an der Austrittsebene
A, die sich vom zylindrischen Teil der Innenwandfläche 3 zur
Austrittsebene A erstrecken, bedeuten einmal durch den sehr kleinen
Winkel δ,
daß die
Entformung aus dem Werkzeug gewährleistet
wird, womit gleichzeitig auch eine Querschnittszunahme, wenn auch minimal,
erreicht wird. Der zylindrische Teil der Innenwandfläche 3 muß aus fertigungstechnischen
Gründen,
zumindest beim Spritzgußteil,
eine Aushebeschräge
aufweisen, d.h. dieser zylindrische Teil ist nur im wesentlichen
zylindrisch (vgl. Winkel δ).
Die Erweiterungsräume 18 in
die vier Quadratecken hinein mit dem wesentlich größeren Erweiterungswinkel γ sind an
sich bekannt aus der deutschen Patentschrift 17 28 338. Die Erweiterungsräume 18 verlaufen
ebenfalls konisch (oder auch stufenartig) bis zur Austrittsebene
A (vom zylindrischen Teil 3 des Strömungskanals aus).The extension rooms 18 . 19 with the extension angles γ, δ at the exit plane A, extending from the cylindrical part of the inner wall surface 3 extend to the exit plane A, once by the very small angle δ mean that the removal from the mold is ensured, which at the same time a cross-sectional increase, albeit minimal, is achieved. The cylindrical part of the inner wall surface 3 must for manufacturing reasons, at least in the injection molding, have a Aushebeschräge, ie this cylindrical part is only substantially cylindrical (see. Angle δ). The extension rooms 18 into the four square corners with the much larger expansion angle γ are known from German Patent 17 28 338. The extension rooms 18 also taper (or stepwise) to the exit plane A (from the cylindrical part 3 of the flow channel from).
Die
schräge
Wand der Erweiterungsräume 18 ist
in 2 von außen zu sehen
(Vgl. Ziffer 27). Zwischen den Befestigungssäulen 14 und
dem Gehäuserohr 1 sind
durchgehende Brücken 28,
die die Stabilität
der Säulen 14 dem
Gehäuserohr 1 noch mitteilen.
Die Innenwandfläche 3 hat
einlaufseitig eine Abrundung, welche in der Praxis in natürlicher Größe einen
Krümmungsradius
von etwa 4 bis 5 mm aufweist.The sloping wall of the extension rooms 18 is in 2 to be seen from outside (Cf. 27 ). Between the fortification columns 14 and the housing tube 1 are continuous bridges 28 that the stability of the pillars 14 the housing tube 1 still communicate. The inner wall surface 3 has a rounding on the inlet side, which in practice in natural size has a radius of curvature of about 4 to 5 mm.
Die
natürliche
Größe der 1 und 2 bedeutet also einen Quader von 50 × 50 × 25 mm.
In der hier vorliegenden Gestalt, die durch die 1 und 2 dargestellt
ist, ist die Kombination: optimaler Strömungskanal, relativ große Festigkeit
der Gehäusekonstruktion,
wirtschaftliche Herstellbarkeit als Serienprodukt auch mit den Abmessungen
bei dieser Kleinheit evtl. von erfinderischer Bedeutung, weshalb auch
Maße und
Proportionen eine solche Bedeutung haben können. Die als Rundbolzen ausgebildeten Säulen 14 mit
den durchgehenden Befestigungsbohrungen 16 und den dünnen, aber
auf der ganzen axialen Gehäuselänge durchgehenden
Brücken 28 radial
zum dünnen
Gehäusering 1 bedeutet
eine optimale Gestaltung auch für
ein einfaches Werkzeug.The natural size of the 1 and 2 So means a cuboid of 50 × 50 × 25 mm. In the figure here present, which by the 1 and 2 is shown, the combination is: optimal flow channel, relatively high strength of the housing construction, economic manufacturability as a series product with the dimensions of this small size possibly of inventive importance, which is why dimensions and proportions may have such meaning. The columns designed as round bolts 14 with the continuous fixing holes 16 and the thin, but on the entire axial housing length through bridges 28 radially to the thin housing ring 1 means an optimal design even for a simple tool.
Bei
den 3, 4, 5 ist
das Lagerrohr 17 und der Flansch 13 wie in 1 dargestellt zu verstehen. Auf
den äußeren Absatz
des Lagerrohrs 17 ist das Statorblechpaket aufgesetzt,
das mit Isolierendscheiben anschlägt an diesem Absatz. Im Inneren
des Lagerrohrs ist in bekannter Weise ein Paar Kugellager angedeutet,
die mit einer Feder axial verspannt sind zur Lagerung einer Welle,
die drehfest mit dem Außenrotorgehäuse bzw.
der Laufradnabe verbunden ist. Die 3 bis 5 sind nur hinsichtlich dieser
Außenrotorkappe
und der Laufradnabe verschieden gestaltet. In allen drei Fällen können identische
Schaufeln 7 auf einer Nabe 21 zu einem Laufrad 2 vereinigt angeordnet
sein. So ist auch das Statorblechpaket mit der Wicklung eines Antriebsmotors 6 identisch, desgleichen
die Kommutierungselektronikaxial innerhalb in die Flanschschale 13 eintauchend.Both 3 . 4 . 5 is the bearing tube 17 and the flange 13 as in 1 shown to be understood. On the outer shoulder of the bearing tube 17 the stator lamination stack is placed, which strikes with insulating discs at this paragraph. In the interior of the bearing tube a pair of ball bearings is indicated in a known manner, which are clamped axially with a spring for supporting a shaft which is non-rotatably connected to the outer rotor housing or the impeller hub. The 3 to 5 are designed differently only with regard to this outer rotor cap and the impeller hub. In all three cases can be identical blades 7 on a hub 21 to a wheel 2 be arranged united. This is also the stator laminated core with the winding of a drive motor 6 identical, as well as the Kommutierungselektronikaxial inside the flange 13 plunging.
Bei
Axialgebläsen
dieser Kleinheit geht es darum, bei dem relativ großen Antriebsmotor 6,
d. h. einem relativ großen
Verhältnis
von Laufradnaben- bzw. Antriebsmotordurchmesser zum Durchmesser des
Laufrades, d. h. dem der Umhüllenden
der Schaufelenden, die radiale Abmessung der Schaufel relativ groß zu machen,
d. h. den Antriebsmotor mit der Nabe insgesamt für einen kleinen Durchmesser der
Strömungsinnenwand
zu konstruieren. Diese Strömungsinnenwand
wird ja von der Nabe und dem Außenrotor
gebildet. Bei den 3, 4, 5 geht es nun darum, in diesen Sinne
günstige
Verhältnisse
zu schaffen, d. h. sowohl einen bestimmten Leistungsbedarf und eine
sichere Befestigung der Laufradschaufeln 7 an der Kunststoffnabe,
als auch des Lüfterrades
auf dem Außenmotor
zu erreichen und trotzdem genügend
Luftleistung bereit zu stellen.Axial blowers of this small size is about the relatively large drive motor 6 That is, a relatively large ratio of impeller hub diameter to the diameter of the impeller, ie the blade end envelope, to make the radial dimension of the blade relatively large, ie, construct the drive motor with the hub as a whole for a small diameter of the flow inner wall. This flow inner wall is indeed formed by the hub and the outer rotor. Both 3 . 4 . 5 It is now important to create favorable conditions in this sense, ie both a certain power requirement and a secure attachment of the impeller blades 7 to achieve on the plastic hub, as well as the fan wheel on the outer motor and still provide enough air power.
In
der 3 ist ein kunststoffgebundener Magnet
(oder ein Keramikmagnet jedoch immer noch) von relativ großer Dicke
verwendet, über
den eine relativ dünne,
weichmagnetische, becherartige Kappe 33 gezogen ist. Die
Laufradnabe 21 umfängt mit
ihrem zylindrischen Außenteil 22 die
Kappe 33 ganz, wodurch zwar eine gute Verankerung dadurch erzielt
wird daß am
offenen Ende 24 des Kopfes der Kunststoff dort verdickt
ist, d. h. mit dem Kunststoff wird durch Umspritzen eine formschlüssige Halterung
des Außenrotors
erzielt, wodurch der Außenteil 22 mit
der radialen Wand 21 als ganzes zu einer topfartigen Nabe
und mit den Schaufeln 7 zu einem Laufrad 2 vereinigt
ist, welches als Kunststoffspritzgußteil in bekannter Weise einstückig ausgebildet
ist.In the 3 For example, a plastic-bonded magnet (or ceramic magnet, however, still) of relatively large thickness is used over which a relatively thin, soft-magnetic, cup-shaped cap 33 is drawn. The impeller hub 21 surrounds with its cylindrical outer part 22 the cap 33 Whole, whereby a good anchorage is achieved by the fact that at the open end 24 the head of the plastic is thickened there, ie with the plastic is achieved by encapsulation a positive retention of the outer rotor, whereby the outer part 22 with the radial wall 21 as a whole to a pot-shaped hub and with the shovels 7 to a wheel 2 is united, which is integrally formed as a plastic injection molded part in a known manner.
Aus 3 ist ein weiterer, wirtschaftlich
bedeutender Vorteil der Erfindung zu entnehmen, der die Befestigung
des Rotors 2 auf der Welle 12 durch einfaches
Kunststoff-Spritzgießen
betrifft. Die Weicheisen-Kappe 33 ist mit ihrem axial kragenartigen Rand 133 vollständig in
Kunststoff eingebettet. Die Innenfläche 134 des Randes 133 hat
einen Abstand 137 von ca. 0,5 bis 2 mm und vorzugsweise
von 0,6 mm zur Welle 12. Dieser Abstand oder Spalt 137 ist mit
Kunststoff gefüllt,
und der Rand oder Kragen 133 ist teilweise perforiert,
so daß der
Kunststoff 135 den Rand oder Kragen 133 umgibt
und in diesen eindringt. Der Spalt ist so klein als möglich, so
daß der einmal
eingespritzte Kunststoff den Spalt durchdringt. Wegen Wärmeproblemen
sollte der Spalt nicht größer als
1 bis 2 mm sein. Der die Welle umgebende zylindrische Kragen ist
mit dem Rotor auf jeden Fall festgelegt.Out 3 is another, economically significant advantage of the invention can be seen, the attachment of the rotor 2 on the wave 12 due to simple plastic injection molding. The soft iron cap 33 is with its axial collar-like edge 133 completely embedded in plastic. The inner surface 134 of the edge 133 has a distance 137 from about 0.5 to 2 mm, and preferably from 0.6 mm to the shaft 12 , This distance or gap 137 is filled with plastic, and the edge or collar 133 is partially perforated, so that the plastic 135 the edge or collar 133 surrounds and penetrates into these. The gap is as small as possible, so that the once injected plastic penetrates the gap. Due to heat problems, the gap should not be larger than 1 to 2 mm. The cylindrical collar surrounding the shaft is fixed to the rotor in any case.
4 (5) zeigt eine kostengünstige Methode, bei der ein
getrenntes, zusätzliches
Metallstück zwischen
Welle und Kragen oder Rand erforderlich ist. 4 ( 5 ) shows a cost effective method in which a separate, additional piece of metal between the shaft and collar or edge is required.
Die
in 3 erläuterte Methode
ist von Bedeutung, unabhängig
von der Art des Lüfters
oder des Aufbaus des Rotorgehäuses.In the 3 explained method is important, regardless of the type of fan or the structure of the rotor housing.
In 3 ist der Innenrand des
Rotorhalte-Befestigungselements (33) in einem Schritt mit
der gesamten Kappe 33 gepreßt oder gestanzt und gebogen.In 3 is the inner edge of the rotor retaining fastener ( 33 ) in one step with the entire cap 33 pressed or punched and bent.
4 zeigt einen zylindrischen
Teil 25 einer Laufradnabe, der nur auf einem relativ kleinen
Teil, etwa einem Viertel der axialen Länge vorkragende, über den
Außenrotor
des Antriebsmotors greift. Das weichmagnetische Außenrotortopfgehäuse 33 ist stufenartig
auf seiner Bodenseite im Durchmesser verringert, so daß eine zylindrische
Außenfläche einen
Preßsitz
für die
Kunststoffnabe 25, 26 ermöglicht, wobei dessen Außendurchmesser
etwa dem Außendurchmesser
des Rotortopfes entspricht. Auf diese Weise erhält man bei sonst gleichen Motorabmessungen
schon einen etwas größeren Querschnitt durch
den Wegfall der zylindrischen Außenwand 22 der Kunststoffnabe.
Selbstverständlich
ist im Falle der 4 auch
die Kunststoffnabe mit der radialen Stirnfläche 26 und dem als
Ringkragen ausgebildeten zylindrischen Teil 25 einstückig mit
den Schaufeln 7 verspritzt. Hier erreicht man diese wichtige
Strömungsquerschnittserweiterung,
d. h. Reduzierung des Antriebsmotors im Durchmesser inklusive Laufradnabe
durch einen solchen reduzierten Durchmesser. 4 shows a cylindrical part 25 an impeller hub which engages over the outer rotor of the drive motor only on a relatively small part, about a quarter of the axial length projecting. The soft magnetic outer rotor pot housing 33 is stepped on its bottom side reduced in diameter, so that a cylindrical outer surface a press fit for the plastic hub 25 . 26 allows, wherein the outer diameter corresponds approximately to the outer diameter of the rotor pot. In this way, you get at otherwise the same engine dimensions already a slightly larger cross-section through the elimination of the cylindrical outer wall 22 the plastic hub. Of course, in the case of 4 also the plastic hub with the radial end face 26 and formed as a ring collar cylindrical part 25 integral with the blades 7 sprayed. Here you can reach this important flow cross-section extension, ie reduction of the drive motor in diameter including impeller hub by such a reduced diameter.
Falls
die Halterung dieses Laufrades auf dem Außenrotor nicht gut genug ist,
kann es, wie in 6 dargestellt, im
Boden des Außenrotors
noch mit Zapfen, die warm verstaucht werden, zusätzlich gehaltert werden (oder
auch alternativ dazu!) – das würde nämlich ermöglichen,
daß der
zylindrische Ansatz 25 ganz wegfallen kann. Dann könnte eine
konusartige Verjüngung
zur Eintrittsebene E hin vorgesehen werden. Eine solche konusartige
Verjüngung der
Laufradnabe zur Eintrittsebene E würde nämlich weitere Verbesserung
des Strömungsverhaltens bringen,
insbesondere wenn außen
die begrenzende Gehäusewand
von der Einströmseite
aus zunächst zylindrisch
verläuft,
wie es aus der EP-0
100 078-A1 (EU-456) bekannt ist.If the mounting of this impeller on the outer rotor is not good enough, it may, as in 6 shown, in the bottom of the outer rotor even with cones, which are sprayed hot, be additionally supported (or alternatively!) - That would allow that the cylindrical approach 25 can completely disappear. Then a conical taper could be provided towards the entry plane E out. Such a cone-shaped taper of the impeller hub to the entry level E would bring further improvement of the flow behavior, especially if outside the limiting housing wall from the inflow side initially cylindrical, as is known from EP-0 100 078-A1 (EU-456).
Grundsätzlich kann
gesagt werden, daß diese
Warmverstauchung der Laufradnabe in der Stirnseite der Außenrotorkappe
wie in 6 dargestellt zusätzlich oder
aiternativ sinnvoll ist. Es kann dort auch eine Verklebung oder
Vernietung stattfinden, so daß man
im Bereich des reduzierten Durchmessers, wie er in 6 ersichtlich
ist, durch eine konische oder sich zur Eintrittsebene E hin verjüngende Außenkontur
der Laufradnabe insgesamt Freiraum 71 entsteht. Das ist
auf der rechten Seite der 6 auch dargestellt,
wo eindeutig zu sehen ist, daß das
Ringteil weggelassen wird.Basically, it can be said that this hot sprocket of the impeller hub in the face of the outer rotor cap as in 6 represented additionally or aiternativ makes sense. It can also take place there a gluing or riveting, so that in the range of reduced diameter, as in 6 can be seen, by a conical or tapering to the entrance plane E outer contour of the impeller hub total clearance 71 arises. That's on the right side of the 6 also shown where it can be clearly seen that the ring member is omitted.
Wenn
das Laufrad aus glasfaserverstärktem Kunststoff
hergestellt ist, kann man sich eine solche Bauweise leisten, die
Flügel
halten trotzdem noch mit der erforderlichen Steifigkeit an der nur
noch scheibenförmigen
Nabe 56. Ist das Laufrad ein metallisches Stanzbiegeteil,
wird die scheibenartige Nabe mit dem Rotor des Antriebsmotors zweckmäßigerweise
vernietet.If the impeller made of glass fiber reinforced plastic, you can afford such a construction, the wings still hold with the required stiffness on the only disc-shaped hub 56 , If the impeller is a metallic stamped and bent part, the disc-like hub is expediently riveted to the rotor of the drive motor.
5 zeigt eine weitere Variante,
wo man durch einen radial tieferen Absatz eine weitere Vergrößerung des
Strömungsquerschnitts
erreicht. 5 shows a further variant, where to reach by a radially deeper heel a further enlargement of the flow cross-section.
Durch
eine stärkere
Reduzierung des Außendurchmessers
des Gehäuses 50 auf
die zylindrische Stufe 52, die dort auf 50 bis 80% im Durchmesser
verringert ist, hat man durch das relativ kleine Ringteil 53 der
Nabe trotzdem genügend
Querschnitt, um nicht nur auf der Außenfläche 54 der Gehäusestufe 52 einen
einwandfreien Preßsitz
zu erreichen, sondern man kann zusätzlich, weil genügend Querschnitt
vorhanden ist, die Außenkontur
der Kunststoffnabe mit ihrem übergreifenden
Ringteil 53 so gestalten, daß sie eine konische, zur Einströmebene E
sich verjüngende
Fläche 65 aufweist,
was wiederum strömungsgünstig ist,
wie oben in Verbindung mit der 6 rechts
dargelegt. Wenn sich die Fläche 65 axial
mindestens über
1/3 der Strömungskanallänge erstreckt,
ist diese Verjüngung
recht effektiv. Gerade mit dem im folgenden beschriebenen Konzept
der 5 läßt sich
diese Minimallänge
praktisch beim Massenprodukt ohne Probleme erreichen. Bei dieser
Ausführung
werden an den Kunststoff, der das einstückige Laufrad 2 mit
den Schaufeln 7, mit dem Ringteil 53, mit der
radialen Bodenwand 55 trägt, weniger Anforderungen gestellt,
so daß der Kunststoff
hier evtl. billiger sein kann. Im Falle der 5 ist außerdem vorgesehen, für den Rotormagneten 57 eine
Seltene-Erde-Legierung, wie z. B. Samarium-Kobalt, zu verwenden.
Bekanntlich benötigen
solche Magnete ein sehr viel kleineres Volumen, so daß der Permanentmagnet
im Rohrtopf radial auch wesentlich dünner sein kann, was wiederum
bei gleichem Luftspalt (gleiche magnetische Verhältnisse vorausgesetzt) zu einer
weiteren Reduzierung des Außendurchmessers
des Topfes 50 führt.
Diese willkommen kleine Außendurchmesser
des antreibenden Rotors (im Falle der hier verwendeten Samarium-Kobalt-Permanentmagnet-Lösung) und
die radial starke Reduzierung der Stufe 52 (d. h. bei einem
Verhältnis
des Durchmessers der Stufe 52 zum Durchmesser des zylindrischen
Teils 50 des Außenrotorgehäuses von
0,5 bis 0,8) führt
zu einer effektiven konischen Verjüngung der Motorlaufradnabe
zur Eintrittsebene E hin. Wiederum kann im Falle der 5 der gleiche Rotor wie
in 3 oder 4 vorgesehen sein, so daß also auch
der gleiche Luftspaltdurchmesser gilt. Ersichtlich ist im Falle
der 5 die gesamte natürliche Wandstärke des
Rotorpaketes mit den Teilen 50 und 57 etwa 1 bis
2 mm dick, im Falle der 3 etwa
3 bis 4 mm, was eine Durchmesserreduzierung von etwa 4 mm bedeutet
und das macht bei dieser Kleinheit (Nabendurchmesser etwa 30 mm)
sehr viel aus, weil der Strömungsquerschnitt durch
Vergrößerung und
Gestaltung wesentlich verbessert wird. Dies Konzept der 5 ist Für Kleinstlüfter mit Zentralmotor, insbesondere
mit Außenläufer, unabhängig vom
Gehäuse,
grundsätzlich
günstig.
Ebenso für
kleinste sogenannte "Motor-Laufräder" (d. h. Motor mit
aufgesetztem Laufrad). Es ist nicht nur für Seltene-Erde-Rotormagnete
(mit oder ohne Kobalt) aber dafür
besonders effektiv. Schwächere
Magnete bedeuten eben einen etwas größeren "Naben"-Durchmesser.By a greater reduction of the outside diameter of the housing 50 on the cylindrical step 52 , which is reduced there to 50 to 80% in diameter, you have through the relatively small ring part 53 the hub nevertheless enough cross section, not only on the outside surface 54 the housing level 52 to achieve a perfect press fit, but you can also, because there is enough cross-section, the outer contour of the plastic hub with its cross-ring part 53 designed so that they have a conical, the inflow plane E tapered surface 65 which, in turn, is streamlined, as discussed above in connection with US Pat 6 set out on the right. When the area 65 extends axially at least over 1/3 of the flow channel length, this taper is quite effective. Especially with the concept of the following described 5 This minimum length can practically reach the mass product without problems. In this embodiment, to the plastic, the one-piece impeller 2 with the blades 7 , with the ring part 53 , with the radial bottom wall 55 carries less requirements, so that the plastic may be cheaper here. In case of 5 is also provided for the rotor magnet 57 a rare earth alloy, such as. As samarium cobalt to use. As is known, such magnets require a much smaller volume, so that the permanent magnet in the tube pot can also be radially much thinner, which in turn same air gap (assuming the same magnetic conditions) to a further reduction of the outer diameter of the pot 50 leads. This welcome small outer diameter of the driving rotor (in the case of the samarium-cobalt permanent magnet solution used here) and the radially strong reduction of the stage 52 (ie at a ratio of the diameter of the step 52 to the diameter of the cylindrical part 50 of the outer rotor housing from 0.5 to 0.8) leads to an effective conical taper of the engine wheel hub to the entry level E. Again, in the case of 5 the same rotor as in 3 or 4 be provided, so that therefore also the same air gap diameter applies. Is evident in the case of 5 the entire natural wall thickness of the rotor package with the parts 50 and 57 about 1 to 2 mm thick, in the case of 3 about 3 to 4 mm, which means a diameter reduction of about 4 mm and that makes a lot of this smallness (hub diameter about 30 mm), because the flow cross-section is significantly improved by enlargement and design. This concept of 5 For micro fans with central motor, especially with external rotor, regardless of the housing, basically cheap. Also for the smallest so-called "motor-wheels" (ie motor with attached impeller). It is not only very effective for rare earth rotor magnets (with or without cobalt). Weaker magnets just mean a slightly larger "hub" diameter.
In 6 ist auf der linken Seite eine etwas andere
Variante für
ein erfindungsgemäßes Gebläse vorgesehen,
wo eine Reduzierung des Außendurchmessers
der Motornabe zu sehen ist.In 6 On the left side, a slightly different variant is provided for a fan according to the invention, where a reduction in the outer diameter of the motor hub can be seen.
In 6 wird ein gespritztes Kunststofflüfterrad 2 mit
einer Nabe 19a gezeigt, welches die gleichmäßig verteilten
Schaufeln 7 auf ihrer Peripherie trägt. Dieses wird über den
im Durchmesser reduzierten Nabenteil 70 des Außenrotorgehäuses 22 gepreßt und in
passender Weise befestigt. Der äußere Durchmesser
der Kunststoffnabe 21 entspricht weitgehend dem äußeren Durchmesser
des Rotorgehäuses 22 nahe
dessen offenem Ende.In 6 becomes a molded plastic fan 2 with a hub 19a shown which evenly distributed blades 7 on their periphery carries. This is about the reduced in diameter hub part 70 of the outer rotor housing 22 pressed and fastened in a suitable manner. The outer diameter of the plastic hub 21 corresponds largely to the outer diameter of the rotor housing 22 near its open end.
Der
Vorteil des Kunststoff-Lüfterrades
liegt darin, daß es
zu einem insgesamt kostengünstigen Axial-Lüfter führt. Es
ist auch verständlich,
daß der äußere Durchmesser
der Nabe 2l noch immer kleiner ist als dies der Fall wäre, wenn
diese Nabe ganz über den äußeren Rotor
des antreibenden bürstenlosen Gleichstrommotors
greifen würde.
Daher ist der nach 6 aufgebaute Rotor
mit aufgesetztem Lüfterrad vorteilhaft
verwendbar in radial sehr kleinen Axialgebläsen, wie sie die vorliegende
Anmeldung zum Gegenstand hat. Denn hier, im Bereich von 30 bis 60 mm
Laufraddurchmeser mit koaxialem "Naben"-Motor ist schon
eine minimale Reduzierung des Laufradnabendurchmessers für das Strömungsverhalten (Luftmenge/Zeit
und Geräusch)
wesentlich vorteilhaft.The advantage of the plastic impeller is that it results in an overall cost-effective axial fan. It is also understandable that the outer diameter of the hub 2l is still smaller than would be the case if this hub would fully engage over the outer rotor of the driving brushless DC motor. Therefore, the after 6 constructed rotor with attached fan advantageously used in radially very small axial blowers, as the present application has the object. Because here, in the range of 30 to 60 mm impeller diameter with coaxial "hubs" motor already a minimal reduction of the impeller hub diameter for the flow behavior (air flow / time and noise) is significantly advantageous.
Obwohl
in 6 gezeigt wird, daß das zentrale
Befestigungsteil 32 das Lagerrohr ist, sollte klar sein,
daß für viele
Anwendungsfälle
das zentrale Befestigungsteil auch lediglich aus der Innenseite
des Statoreisenkerns 58 bestehen könnte. So könnte das Statoreisen als Befestigung
entweder für
die Kugellager 48, 48' oder für die Gleitlager 49 bei
bestimmten Anwendungsfällen
des bürstenlosen
Gleichstrommotors dienen. Die Leiterplatte 20 würde in diesem
Fall durch Stifte am Stator an passender Stelle befestigt.Although in 6 it is shown that the central fastening part 32 the bearing tube is, it should be clear that for many applications, the central fastening part also only from the inside of the stator iron core 58 could exist. So could the stator iron as attachment either for the ball bearings 48 . 48 ' or for the plain bearings 49 serve in certain applications of the brushless DC motor. The circuit board 20 would be fixed in this case by pins on the stator at the appropriate location.
Eine
weitere Verbesserung der Struktur besteht darin, daß man den
Motor der 6 mit dem Lüftergehäuse 37,
dem zentralen Befestigungsteil 32, dem Flansch 30 sowie
den Stegen 5, die aus einem einzigen Kunststoffteil gegossen
sind, ausstattet.Another improvement of the structure is that the engine of the 6 with the fan housing 37 , the central fastening part 32 , the flange 30 as well as the jetties 5 equipped with a single plastic part.
So
wurde in Übereinstimmung
mit dieser Erfindung eine innere Motorenstruktur für einen
bürstenlosen
Gleichstrommotor dargestellt mit elektronischem Antriebssystem und
U/min-Steuerkreis, der im Inneren des Motors auf eine solche Weise
auf einem Komponentenbrett befestigt ist, daß es möglich ist, stufenweise einen
kleineren Durchmesser am geschlossenen Ende der Nabe des Außenrotors
zu erhalten als am offenen Ende des Außenrotors. Ein solcher stufenweise
kleiner werden der Durchmesser ermöglicht es, einen solchen Motor
für Axial-Lüfter mit
einem größeren Querschnitt
auf der Lufteintrittseite des Lüfters
zu verwenden, insbesondere bei einem Lüfter mit kleineren Abmessungen,
sowie für Anwendungsfälle, bei
denen es wichtig ist, größere Luftmengen
unter höherem
Druck zu liefern.So
was in accordance
with this invention an internal engine structure for a
brushless
DC motor shown with electronic drive system and
RPM control circuit inside the engine in such a way
mounted on a component board, that it is possible to step one by one
smaller diameter at the closed end of the hub of the outer rotor
to obtain as at the open end of the outer rotor. One such step by step
smaller the diameter makes it possible for such a motor
for axial fans with
a larger cross-section
on the air inlet side of the fan
to use, especially with a fan with smaller dimensions,
as well as for use cases
where it is important to have larger amounts of air
under higher
To deliver pressure.
In 7 ist eine Teilabwicklung
der Laufradnabe 2, insbesondere gemäß 3, dargestellt. Die Schaufeln 7 sind
ungleichmäßig verteilt
am Umfang der Laufradnabe 2 angeordnet. Der Zwischenraum 75 (hier
etwa 3 mm) wird dabei variiert, um die Geräusche zu reduzieren. Die Strömungsrichtung
ist durch den Pfeil 74 angegeben. Die Eintrittskanten 71 der Schaufeln 7 sind
um eine erste axiale Distanz 61 von der Eintrittsebene
E in Richtung eines Pfeiles 74, der die Strömungsrichtung
angibt, versetzt. Im Ausführungsbeispiel
gemäß 3 beispielsweise beträgt diese
Distanz 61 3 mm. Die Eintrittskante ist mit einem Radius
von etwa 0,6 mm ausgebildet. Im letzten Drittel ist die Schaufel 7 verjüngt und
endet an der Austrittskante 72 mit einer Dicke von 0,4
mm. Die Austrittskante 72 ist um eine zweite Distanz 62 in
Gegenrichtung des Pfeiles 74 von der inneren Stegkante 59 der
Stege 5 zurückversetzt,
und zwar um vorzugsweise 4 mm (vgl. 3).
Die axiale Ausdehnung 63 des Laufrades 2 (gemäß 3) beträgt etwa 20 mm. Der Eintrittswinkel ε an der Einströmseite,
der durch die Tangente an der radialen Außenseite der Schaufelkante 71 und
der Einströmebene
E gebildet wird, liegt im Bereich von 25 bis 45°. Der Einstellwinkel α an der Ausströmseite,
gebildet durch die Tangente an der radialen Außenseite der Schaufelkante 72 und
der Ausströmebene
A, weist 70°–90°, vorzugsweise
80° auf.In 7 is a partial processing of the impeller hub 2 , in particular according to 3 represented. The shovels 7 are unevenly distributed around the circumference of the impeller hub 2 arranged. The gap 75 (about 3 mm here) is varied to reduce the noise. The direction of flow is through the arrow 74 specified. The entry edges 71 the blades 7 are at a first axial distance 61 from the entry level E in the direction of an arrow 74 , which indicates the flow direction, offset. In the embodiment according to 3 for example, this distance is 61 3 mm. The leading edge is formed with a radius of about 0.6 mm. In the last third is the shovel 7 tapers and ends at the trailing edge 72 with a thickness of 0.4 mm. The trailing edge 72 is at a second distance 62 in the opposite direction of the arrow 74 from the inner bridge edge 59 of the bridges 5 set back, and preferably by 4 mm (see. 3 ). The axial extent 63 of the impeller 2 (according to 3 ) is about 20 mm. The inlet angle ε on the inflow side, the through the tangent on the radial outside of the blade edge 71 and the inflow plane E is formed, is in the range of 25 to 45 °. The setting angle α on the outflow side, formed by the tangent on the radial outer side of the blade edge 72 and the outflow plane A, has 70 ° -90 °, preferably 80 °.
8 zeigt die Schaufel 7 als
in eine Ebene abgewickeltes (z. B. so stanzbares) Teil. Die Schaufel 7 ist
zu beiden Seiten einer Achse 76, die zur Schaufelwurzel
einen Neigungswinkel β von
etwa 45° aufweist,
mit unterschiedlichen Radien R1 und R2 ausgebildet. Durchmesser
der beiden Krümmungszylinder
beidseitig, um die Achse 76 betragen für 2 × R1 = 120 mm und 2 × R2 = 30
mm. Bei radialer Draufsicht auf die Schaufel 7 ist die
Krümmung
R1 der Schaufel von der Eintrittskante 71 her zunächst schwach
und geht dann in eine stärkere
Krümmung R2 über. 8th shows the shovel 7 as part of a plane (eg so stampable). The shovel 7 is on both sides of an axis 76 , which has an angle of inclination β of about 45 ° to the blade root, with different radii R1 and R2. Diameter of the two curvature cylinders on both sides, about the axis 76 for 2 × R1 = 120 mm and 2 × R2 = 30 mm. In radial plan view of the blade 7 is the curvature R1 of the blade from the leading edge 71 first weak and then goes into a stronger curvature R2 over.
