DE3731710C2

DE3731710C2 - Axial kompakter Kleinstventilator

Info

Publication number: DE3731710C2
Application number: DE3731710A
Authority: DE
Inventors: Guenter Wrobel
Original assignee: Papst Licensing GmbH and Co KG; Papst Motoren GmbH and Co KG
Current assignee: Papst Licensing GmbH and Co KG
Priority date: 1986-09-19
Filing date: 1987-09-21
Publication date: 1997-11-27
Anticipated expiration: 2007-09-22
Also published as: DE3731710A1

Description

Die Erfindung betrifft einen axial kompakten Kleinstventilator, mit einem zentralen, über einen Flansch und ein Lagertragrohr gehalterten Antriebsmotor und einem am Rotor des Antriebsmotors befestigten Laufrad, wobei das Lagertragrohr eine Schulter aufweist, einer Gleitlagereinheit für die Welle des Antriebsmotors, an deren Innenumfangsfläche eine Aussparung vorgesehen ist, durch die die Auflagefläche zwischen der Gleitlagereinheit und der Welle vermindert ist, sowie einem einen Strömungskanal bildenden Gehäuse.

Ein solcher Kleinstventilator ist aus DE-34 17 127 A1 bekannt.

Der in der DE-OS 34 17 127 beschriebene Kleinstventilator verwendet einen mit Stufen versehenen Sinterkörper, der in einem Lagerrohr mit Stirnflächen untergebracht ist, welche den Stufen des Sinterkörpers entsprechen. Der Sinterkörper wird an den Stufen des Lagerrohrs durch ein Zwischenelement gesichert, für das gegebenenfalls ein Federdistanzelement eingesetzt werden kann. Bei diesem bekannten Kleinstventilator müssen Schultern des Sinterkörpers genau lagemäßig den Stufen des Lagerrohrs zugeordnet sein, was fertigungs mäßig ebenfalls zu Problemen führen kann.

Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen gattungsgemäßen axial kompakten Kleinstventilator dahingehend zu verbessern, daß die Möglichkeit einer kostengünstigen Ausgestaltung der Lagerung und eines kostengünstigen Einbaus der Doppel- Gleitlagereinheit möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen axial kompakten Kleinstventilator gemäß Anspruch 1, 3 und 5 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei der erfindungsgemäßen Lageranordnung liegt also die Lagereinheit zwischen einerseits einer ersten Schul ter des Lagertragrohrs, die beispielsweise durch einen nach innen ragenden Vorsprung am rotorbodenseitigen Ende des Lagertragrohrs gebildet werden kann, und anderer seits einer zweiten Schulter, die auf das dem Rotorboden entgegengesetzten Ende der Lagereinheit einwirkt und aus dem mit dem Lagertragrohr zusammenwirkenden Verschluß element besteht.

Der axial kompakte Kleinstventilator kann in sehr vorteilhafter Weise beispielsweise zur Kühlung elektrischer Bauteile eingesetzt werden.

Erfindungsgemäß wird erreicht, daß die Gleitlagereinheit für ihre Festlegung im Kleinstventilator keiner Nuten und in diese eingesetzter Ringe bedarf.

Durch die Anordnung der Hülse bzw. des Füllkörpers wird erreicht, daß der Sinterkörper der Gleitlager einheit dünner gestaltet werden kann, was wiederum bedeutet, daß dieser Sinterkörper gepreßt werden kann. Dadurch ist es möglich, an der Auflagefläche der Welle in der Bohrung des Sinterkörpers eine Aussparung vorzusehen, wodurch die Auflagefläche kleiner wird. Daraus ergeben sich Kosteneinsparungen bei der Lagerung und bei der Montage.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbei spiel eines Kleinstventila tors,

Fig. 2 jeweils in der rechten bzw. linken Hälfte einen Schnitt durch ein zweites bzw. drittes besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel des erfin dungsgemäßen Kleinstven tilators,

Fig. 3 einen Schnitt durch ein viertes Ausführungs beispiel mit einer mit dem Lagertragrohr verbundenen Leiterplatte, und

Fig. 4 und 5 jeweils einen Schnitt durch ein zum dritten Ausführungsbeispiel ähnliches fünftes und sechstes Ausführungsbeispiel und

Fig. 6, 7 und 8 weitere Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Kleinstventilators.

Fig. 1 zeigt einen Kleinstventilator mit einer Welle 1, einem zentralen, über einen Flansch 4 und ein Lagertrag rohr 5 gehalterten Antriebsmotor 13 und einem an der Welle 1 befestigten Laufrad 12, auf das Lüfterschaufeln 14 aufgesetzt sind. Die Welle 1 ist in einer Gleitlagerein heit 15 gelagert, welche zwischen einer Schulter 6 des Lagertragrohrs 5 und einer Schulter 7 eines in das Lagertragrohr 5 eingesetzten Bajonett-Verschlußelementes 8 verspannt ist. Zwischen den beiden Schultern 6, 7 ist da bei die Gleitlagereinheit 15 mit einem Bund 9 durch zwei Gummiringe 10 und eine Kunststoffhülse 11 festgelegt.

Beim Zusammenbau der Lageranordnung wird zuerst das Lagertragrohr 5 auf die Welle 1 aufgesetzt. Sodann wird der an die Schulter 6 des Lagertragrohrs 5 angrenzende Gummi ring 10 eingelegt. Anschließend wird die Kunststoffhülse 11 in das Lagertragrohr 5 eingesetzt. Sodann wird der andere Gummiring 10 auf das Ende der Kunststoffhülse 11 im Lagertragrohr 5 aufgebracht. Nach dem Einführen der Gleitlagereinheit 15 wird schließlich das Bajonett-Ver schlußelement 8 mit dem Lagertragrohr 5 verbunden, wo durch die Lagerung für die Welle 1 abgeschlossen wird.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 kann anstelle der Gleitlagereinheit 15 ohne weiteres ein Kugellager ver wendet werden, wobei zweckmäßigerweise ein Doppelkugel lager vorgesehen wird. Am Außenumfang liegt das Kugella ger dann zwischen den Schultern 6, 7 an und ist so in seiner Lage fest fixiert. Die Gummiringe 10 und die Kunst stoffhülse 11 werden dabei nicht benötigt.

Bei Bedarf können das Gehäuse 2, ein Motorflansch 4 und das Gehäuse 2 mit dem Motorflansch 4 verbindende Stege 3 materialeinheitllich oder einstückig ausgebildet werden. Auch ist es möglich, die Lüfterschaufeln 14 mittels eines nicht gezeigten Ringes auf den Außenumfang des Rotor bodens aufzupressen.

Wesentlich an der vorliegenden Erfindung ist vor allem, daß die Gleitlagereinheit 15 zwischen zwei Schultern 6, 7 des Lagertragrohrs 5 bzw. des mit diesem verbundenen Ver schlußelementes 8 festgelegt ist, so daß in die Gleitlagereinheit 15 keine Nut bzw. keine Nuten eingebracht werden müssen.

In Fig. 2 ist in der rechten Hälfte ein zweites Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das sich von dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 im wesentlichen dadurch unterscheidet, daß der (in der Figur untere) Gummiring 10 nicht zwischen der Kunststoffhülse 11 und dem Bund 9 der Gleitlagereinheit 15 vorgesehen ist. Vielmehr liegt hier dieser (untere) Gummiring 10 zwischen dem Bund 9 und dem Anschlag 7 des Verschlußelementes 8. Wie bei der Fig. 1 ist eine Aussparung an der Innenumfangsfläche des Gleitlagers nicht dargestellt.

In einem in der linken Hälfte von Fig. 2 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine bei spielsweise aus Gummi bestehende Hülse 16 zwischen der Schulter 6′ des Lagertragrohrs 5 und dem Bund 9 der Gleitlagereinheit 15 vorgesehen, d. h., die Gleitlagereinheit 15 ist mittels der Hülse 16 zwischen der durch eine Verdickung des Lagertragrohrs 5 gebildeten Schulter 6′ und der Schulter 7 des Bajonett-Verschlußelements 8 verspannt. Anstelle von Gummi kann für die Hülse 16 auch ein anderes geeignetes elastisches Material verwendet werden.

Infolge dieser Hülse 16 kann die Gleitlagereinheit 15 dünner, beispielsweise in der Größenordnung einer Wand stärke von etwa 2 mm, ausgeführt werden, so daß sie aus einem Sinterkörper durch Pressen herstellbar ist. Damit ist es auf einfache Weise möglich, am Innenumfang der Gleitlagereinheit 15 eine Aussparung 17 vorzusehen, durch die die Auflagefläche zwischen Gleitlagereinheit 15 und Welle 1 wesentlich vermindert wird. Hat die Gleitlagereinheit 15 eine größere Wandstärke, so ist sie aus ei nem Sinterkörper durch Pressen nicht formbar, was in der Praxis bedeutet, daß eine die Auflagefläche vermindernde Aussparung in der Bohrung des Sinterkörpers nur schwierig zu fertigen ist.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Er findung, das weitgehend dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 entspricht. Auch beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist die Gleitlagereinheit 15 zwischen der Schulter 6 des Lagertragrohrs 5 und der Schulter 7 des mit dem Lagertragrohr 5 verbundenen Bajonett-Verschlußelementes 8 festgelegt. Außerdem ist beim Ausführungsbeispiel von Fig. 3 eine Leiterplatte 17 mit einer Zuleitung 18 gezeigt. Diese Leiterplatte 17 ist über eine Isolierhülse 19 mit dem Lagertragrohr 5 verbunden.

Die Fig. 4 und 5 zeigen jeweils ein zum dritten Aus führungsbeispiel ähnliches fünftes bzw. sechstes Aus führungsbeispiel: Während im dritten Ausführungsbeispiel (vgl. linke Hälfte der Fig. 2) sich die Hülse 16 in axialer Richtung über die Verdickung des Lagertragrohrs 5 hinaus erstreckt, enden beim Ausführungsbeispiel von Fig. 4 das Lagertragrohr 5 und die Hülse 16 an dem der Schulter 6′ abgewandten Ende bündig miteinander. Im Ausführungsbeispiel von Fig. 5 (für Kugellager weniger geeignet) erstreckt sich die Verdickung (Bund 9) des Lagertragrohrs 5 bis zu dessen der Schulter 6′ abge wandten Ende, was eine einfache Herstellung erlaubt.

Bei allen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist also die Sinter-Gleitlagereinheit 15 zwischen den bei den Schultern 6, 7 des Lagertragrohrs 5 bzw. des mit die sem verbundenen Bajonett-Verschlußelementes 8 festgelegt. Die Gleitlagereinheit 15 weist keine Nuten oder Rillen auf und ist somit auf einfache Weise herzustellen. Außerdem kann die Lageranordnung auf einfache Weise zusammengebaut werden. In der Lageranordnung kann die Gleitlagereinheit - gegebenenfalls zusammen mit den Gummiringen und der Kunststoffhülse - durch ein Doppelkugellager oder aber auch durch zwei mit einer Distanzhülse voneinander ge trennte Kugellager ersetzt werden, was bedeutet, daß die Lageranordnung mit Gleitlagern und Kugellagern kompatibel herstellbar ist.

Von besonderem Vorteil ist die erfindungsgemäße Gestaltung der Lageranordnung mit der vorzugsweise aus elastischem Material bestehenden Hülse: Durch diese Hülse kann die Wandstärke der Gleitlagereinheit so vermindert werden, daß deren Sinterkörper durch Pressen hergestellt werden kann, was es erlaubt, mittels einer Aussparung die Auflage fläche zwischen Gleitlagereinheit und Welle zu reduzieren.

Fig. 6 zeigt eine weiter vereinfachte Ausführung einer erfin dungsgemäßen Lageranordnung (ähnlich Fig. 2, rechte Seite). Die Innenbohrung 20 des Lagertragrohrs 5 weist eine Aushebe schräge von etwa 1° auf und erstreckt sich bis zur Schulter 6. Im wesentlichen über die gesamte Länge in axialer Richtung der Innenbohrung 20 sind gleichmäßig am Umfang verteilt drei Rippen 22 angespritzt, die radial nach innen ragen. Diese Innenflächen 23 der schmalen Axial-Längsrippen 22 haben in radialer Richtung eine gewisse elastisch-plastische Nachgiebigkeit oder Deformier barkeit. Deshalb sind sie als Paßsitz für die Lagereinheit 15 aber auch für den koaxialen dickwandigen Kunststoff-Füllkörper 21 geeignet und brauchen nur in Sonderfällen mit einem einfachen Werkzeug nachkalibriert zu werden. Ein Füllkörper 21, vorzugs weise aus Kunststoff, erfüllt hier die Funktionen der Abdeckung (Befestigung) der Lagereinheit 15 im Lagertragrohr 5 sowie die axiale Sicherung derselben und die Abdichtung des Raumes der Lagereinheit 15. Der radiale Außen-Bund 9 der Lagereinheit 15 liegt einerseits an der ersten Schulter 6, die an einem Ende des Lagertragrohrs 5, vorzugsweise vom Flansch 4 abseitig, vorge sehen ist und wird von der anderen Seite her mittels des Füll körpers 21 axial angedrückt gehalten.

Der Füllkörper 21 ist wie ein Hohlbecher gestaltet. Er wird mit Preßsitzreibung vom Flansch 4 her in die Innenbohrung 20 des einstückig mit dem Flansch als Kunststoffteil ausgebildeten Lagertragrohrs so eingedrückt, daß die Innenfläche des Hohl bechers am abgerundeten Ende der Welle 1 anliegt, so daß dort eine axialspielfreie Punktlagerung 39 besteht. Die axiale Position wird durch einen Kleber in einer Außenrille 40 des den übrigen Lagerraum wesentlich ausfüllenden Füllkörpers ge sichert.

Der Füllkörper hat zur Führung der Lagereinheit 15 aber im unteren oder mittleren Bereich eine genaue Führungsfläche 37 für die Doppel-Lagereinheit 15.

In Fig. 7 ist die Lagereinheit 15 außen etwa tonnenförmig mit einer Ausbauchung 24 ausgebildet. Über diese Ausbauchung wird die Hülse 11 gepreßt oder durch ein anderes Verfahren fest auf gebracht (z. B. Warmverformung). Das so entstandene Verbundteil 11, 15 wird von der Flanschseite her eingeschoben bis die eine Stirnseite der Hülse 11, letztere vorzugsweise aus Kunststoff, gegen die Schulter 6 zur Anlage kommt. An der anderen Stirnseite der Hülse 11 liegt eine Gummischeibe 25 an, die in axialer Richtung vom Verschlußelement 8 gegen diese gedrückt wird. Radial wird die Hülse 11 und damit auch die Lagereinheit 15 an den Innenkanten 23 der Rippen 22 zentriert und gehalten. Zur axialen Sicherung wird eine Rille 31 im Flansch bereich in der Innenbohrung 20 des Lagertragrohrs 5 eingear beitet, in die radial ausfedernde Nasen 32 der Kappe 8 ein rasten.

Die Fig. 8 zeigt wiederum eine etwas dickwandige massive Kunst stoffkappe, die in die radial nachgiebige Hüllfläche der Stirnkopfflächen 23 der Rippen 22 der Lager rohrbohrung 20 wiederum eingeschoben wird, wobei die radiale Nachgiebigkeit durch dünne Längsrippen entsteht und wobei eine Doppellagereinheit mit zwei zylindrischen Innenlaufflächen für ein vorzugsweise gesintertes Gleitlagerstück mit einem am Ende desselben liegenden radialen Außenbund zwischen die erste An schlagfläche (Schulter 6) und die Stirnseite des Kunststoff- Hohlbecher-Topfes geklemmt wird, nachdem zuerst das Metall- Sinter-Doppellagerelement und anschließend der Kunststoff- Hohlbecher vom offenen Ende her eingeschoben wird, wiederum so bis auf Anschlag an das abgerundete Wellenende, daß an dessen Innenfläche unter satter Anlage eine axialspielfreie Punktla gerung entsteht. Der Kunststoffbecher hat im Bereich des ge schlossenen Bodens außen in seine relativ dicke Wand einen Metallring mit radial herausstehenden federnden Metallzungen eingespritzt und beim Einschieben des Kunststoffbechers werden diese nun umgebogen und gegen die Bohrung 20 gedrückt, wo sie sich in der Endstellung verhaken. Bei der Fig. 8 bildet der Kunststoffbecher eine volle Abdeckung des Lagerraumes.

Claims

1. Axial kompakter Kleinstventilator, mit
einem zentralen, über einen Flansch (4) und ein Lagertragrohr (5) gehalterten Antriebsmotor und einem am Rotor des Antriebsmotors befestigten Laufrad (12), wobei das Lagertragrohr (5) eine Schulter (6) aufweist,
einer Gleitlagereinheit (15) für die Welle (1) des Antriebsmotors (13), an deren Innenumfangsfläche eine Aussparung (17) vorgesehen ist, durch die die Auflagefläche zwischen der Gleitlagereinheit (15) und der Welle (1) vermindert ist, sowie
einem einen Strömungskanal bildenden Gehäuse (2), dadurch gekennzeichnet, daß
die Gleitlagereinheit (15) fest mit einer Hülse (11) verbunden ist, die außen auf der Gleitlagereinheit (15) aufgebracht ist, und
die Hülse (11) zwischen einerseits der Schulter (6) des Lagertragrohr (5) und andererseits einer Schulter eines mit dem Lagertragrohr (5) zusammenwirkenden Verschlußelements (8) axial festgelegt ist, wobei zwischen der Hülse (11) und der Schulter des Verschlußelements (8) eine elastische Scheibe (25) angeordnet ist.

2. Axial kompakter Kleinstventilator gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (11) über eine Ausbauchung (24) der Gleitlagereinheit (15) gepreßt ist.

3. Axial kompakter Kleinstventilator, mit
einem zentralen, über einen Flansch (4) und ein Lagertragrohr (5) gehalterten Antriebsmotor und einem am Rotor des Antriebsmotors befestigten Laufrad (12), wobei das Lagertragrohr (5) eine Schulter (6, 6′) aufweist,
einer einen radialen Bund (9) aufweisenden Gleitlagereinheit (15) für die Welle (1) des Antriebsmotors (13), an deren Innenumfangsfläche eine Aussparung (17) vorgesehen ist, durch die die Auflagefläche zwischen der Gleitlagereinheit (15) und der Welle (1) vermindert ist, sowie
einem einen Strömungskanal bildenden Gehäuse (2), dadurch gekennzeichnet, daß
die Gleitlagereinheit (15) axial über den radialen Bund (9) zwischen einerseits der Schulter (6, 6′) des Lagertragrohrs (5) und andererseits einer Schulter (7, 41) eines mit dem Lagertragrohr (5) zusammenwirkenden Verschlußelements (8) festgelegt ist, wobei eine Hülse (11, 16) zwischen der Schulter (6, 6′) des Lagertragrohrs (5) und dem radialen Bund (9) der Gleitlagereinheit (15) angeordnet ist.

4. Axial kompakter Kleinstventilator gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (16) einen radialen Bund aufweist, über den die Hülse (16) zwischen der ersten Schulter (6, 6′) des Lagertragrohrs (5) und dem Bund (9) der Gleitlagereinheit (15) axial festgelegt ist, und die Hülse (16) in radialer Richtung zwischen dem Lagertragrohr (5) und der Gleitlagereinheit (15) liegt.

5. Axial kompakter Kleinstventilator, mit
einem zentralen, über einen Flansch (4) und ein Lagertragrohr (5) gehalterten Antriebsmotor und einem am Rotor des Antriebsmotors befestigten Laufrad (12), wobei das Lagertragrohr (5) eine Schulter (6, 6′) aufweist,
einer einen radialen Bund (9) aufweisenden Gleitlagereinheit (15) für die Welle (1) des Antriebsmotors (13), an deren Innenumfangsfläche eine Aussparung (17) vorgesehen ist, durch die die Auflagefläche zwischen der Gleitlagereinheit (15) und der Welle (1) vermindert ist, sowie
einem einen Strömungskanal bildenden Gehäuse (2), dadurch gekennzeichnet, daß
die Gleitlagereinheit (15) über den radialen Bund (9) zwischen einerseits der Schulter (6, 6′) des Lagertragrohrs (5) und andererseits einer am offenen Ende eines mit dem Lagertragrohr (5) zusammenwirkenden hohlbecherförmig ausgebildeten Füllkörpers (21) befindlichen Stirnfläche axial festgelegt ist.

6. Axial kompakter Kleinstventilator gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagertragrohr (5) an seiner Innenwand dünne axiale Längsrippen (22) aufweist.