DE4041739A1 - Ventilatorlaufrad - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventilatorlaufrad gemäß dem Ober­ begriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur besseren Her­ stellung.

Ein bekanntes Laufrad dieser Art ist im DE-GM 79 13 075 be­ schrieben. Zur Befestigung der Nabe des Laufrades aus Kunststoff auf dem metallischen Rotor ist auf der Außenfläche des Rotors mindestens eine Ringnut vorgesehen. Nach dem Aufpressen des Laufrades auf den Rotor schrumpft das Material des Laufrades in die Nut des Rotors hinein, so daß sich in axialer Richtung eine formschlüssige Verbindung ergibt. Bei unterschiedlichen besonders hohen Temperaturen ist hierbei aber eine Verdrehsicherung nicht gegeben, vor allem bei größeren Laufrädern.

Es ist auch bekannt, die Nabe des Ventilatorrades mittels aus dem Rotortopfrand herausgedrückter Sicken am Rotor axial und radial zu sichern. Hierbei sind aber die herausgedrückten Sicken des Stahlrotors korrosionsgefährdet und müssen deshalb einer Nachbehandlung unterzogen werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Ventilatorlaufrad der eingangs genannten Art durch sehr einfache Maßnahmen, insbeson­ dere für eine kostengünstige Serienfertigung, eine auch bei höheren Betriebstemperaturen zuverlässige und dauerhafte Ver­ bindung in axialer Richtung und in Drehrichtung zwischen dem Laufrad und dem Rotor eines koaxialen Antriebsmotors zu schaffen.

Die Lösung ist im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angege­ ben.

Vorteilhaft ist dabei, die im Durchmesser über die Außen­ fläche des Stahlrotors herausragenden Vorsprünge als sogenannte Widerhaken auszubilden. Zur leichteren Montage des Laufrades auf den Rotor sind die äußeren Flanken der Widerhaken stumpf­ winklig bezüglich der Aufpreßrichtung angebracht.

Ein besserer Halt des Laufrades ist gegeben, wenn die Wider­ haken im Bereich der halben axialen Höhe des Außenrotors liegen.

Ansätze am Ende der Innenbohrung der Nabe des Laufrades wirken als Anschlag. Nach dem Aufpressen bewirken die Anschläge eine axiale Gegenkraft, die die Widerhaken des Stahlrotors in den Kunststoff-Laufradkörper hineinzieht.

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Er­ findung ergeben sich aus dem im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel.

Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Ventilator,

Fig. 2 einen Halbschnitt durch einen Ventilator entlang der Linie II-II in Fig. 1 in vergrößertem Maßstab und

Fig. 3 eine Einzelheit III aus Fig. 2 in vergrößerter Dar­ stellung.

Das aus Kunststoff bestehende Laufrad 1 besitzt eine im wesent­ lichen hohlzylindrische Nabe 2, auf deren Außenfläche Lüfter­ flügel 3 angeformt sind und die auf der einen Stirnseite einen oder mehrere Ansätze oder einen durchgehenden Ringbund 4 auf­ weist als Anschlag für einen axial eingepreßten Rotor 5 aus Stahl. An der Außenfläche des Rotors 5 sind etwa auf halber axialer Höhe mindestens zwei äquidistant am Umfang angeordnete Vorsprünge 6 vorgesehen, die radial über die Außenfläche des Rotors 5 herausragen. Die Vorsprünge 6 werden mittels eines einfachen Werkzeuges aus der Außenfläche des Rotors 5 herausge­ rissen und haben im wesentlichen die Form eines Keils. Für das Aufbringen des Laufrades 1 auf den Rotor 5 in Richtung eines Pfeils 7 ist es wichtig, die Außenflanke 8 der als Keil ausge­ bildeten Vorsprünge 6 bezüglich der Richtung des Pfeils 7 stumpfwinklig, d. h. vorzugsweise in einem Winkel α zwischen 135° und 160°, auszubilden. Die keilförmigen Vorsprünge 6 wir­ ken hier wie Widerhaken. Beim Aufpressen des Laufrades 1 auf den Rotor 5 gibt die im wesentlichen zylindrische Innenfläche der relativ weichen Nabe 2 an den Stellen, an denen die Flanken 8 über dem Außendurchmesser des Rotors 5 herausragen, nach. Nach Erreichen des axialen Anschlags, und zwar der Ansätze 4, fließt Material der Innenfläche der Nabe 2 hinter die Innen­ flanke 9 der Vorsprünge 6 und gleichzeitig auch an die nicht ge­ zeigten Seitenflanken der Vorsprünge 6, womit eine sichere Be­ festigung in Rotationsrichtung und in axialer Richtung des Laufrades 1 auf dem Rotor 5 gewährleistet wird, auch bei größe­ ren Laufrädern 1 mit einem Innendurchmesser der Nabe 2 ab etwa 30 mm aufwärts.

Bei einem Außendurchmesser von beispielsweise 30 mm des Rotors 5 genügt es, wenn die äußersten Spitzen 10 der Vorsprünge 6 in einer Höhe h von etwa 0,2 bis 0,4 mm radial über den Außenmantel des Rotors 5 ragen bei einer axialen Breite von etwa 1 bis 2 mm.

Die Innenfläche der Nabe 2 ist im wesentlichen zylindrisch und weist die spritzgußtechnisch übliche Konizität von 1° auf. Dies ist für eine leichtere Montage günstig. Der größere Durchmesser der Innenfläche der Nabe 2 ist so ausgelegt, daß er sich leicht über einen ersten Bereich des Außenmantels des Rotors 5 in Richtung des Pfeiles 7 schieben läßt. Der restliche Aufpreßvor­ gang in Richtung des Pfeiles 7 geschieht mit entsprechend höhe­ rem Druck. Nach dem axialen Anschlagen der Ansätze 4 wird eine axiale Gegenkraft erzeugt, die ein Festkrallen der widerhaken­ artigen Vorsprünge 6 des Rotors 5 in die Innenfläche der Nabe bewirkt.

Wenn in den Nabenring des Laufrades von beiden Seiten Aus­ sparungen zur Aufnahme von Wuchtgewichten (sogenannte Wucht­ nuten) vorgesehen sind, ist es zweckmäßig, die Widerhaken im Bereich der halben axialen Höhe des Außenrotors anzuordnen.

Ein Ansatz, z. B. am Ende der Innenbohrung der Nabe des Lauf­ rades, wirkt als Anschlag. Beim Aufpressen begrenzt dieser Anschlag den "Aufschiebweg" in eine axiale Richtung. Dabei entsteht eine Gegenkraft, die gerade am Anfang, unmittelbar beim Anschlag, die Widerhaken etwas in die Nabe hineinzieht, so daß die Widerhaken des Stahlrotors das Kunststoff-Laufrad in die Gegenrichtung sichern. Außerdem verhindern die über den Rotornabenaußendurchmesser hinausragenden Widerhaken ein radiales Verdrehen. Selbst bei wechselnden Temperaturen ist diese Befestigungsart funktionssicher, weil sich die Widerhaken in die Kunststoffnabe formschlüssig eingraben.

Die erfindungsgemäßen Widerhaken können "zeitneutral" mittels einer Vorrichtung am Montage-Rundtisch angebracht werden, d. h. zwischen verschiedenen anderen Fertigungsschritten in freier Wahl, jedoch vor dem Aufpressen bzw. Aufschieben des Laufrades auf den Rotor.

Claims (14)

1. Ventilatorlaufrad mit einem koaxial antreibenden Rotor eines Elektromotors, bei dem die Nabe des aus Kunststoff bestehenden Laufrades mit dem metallischen Rotor des Elektromotors verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Außenfläche eines antreibenden rotorseitigen Elementes (5) mindestens ein umfangsmäßig kurzer Vorsprung (6) angebracht ist und daß die im wesentlichen glatte Innenfläche der Nabe (2) des Laufrades (1) auf der Außenfläche des Elements (5) aufge­ preßt ist.

2. Ventilatorlaufrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens drei, vorzugsweise sechs Vorsprünge (6) am Umfang des Elements (5) angeordnet sind.

3. Ventilatorlaufrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (6) als Wider­ haken ausgebildet sind.

4. Ventilatorlaufrad nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (6) als keil­ förmige Widerhaken ausgebildet eine Außenflanke (8) und eine Innenflanke (9) aufweisen.

5. Ventilatorlaufrad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenflanke (8) in Richtung eines Pfeiles (7) einen stumpfen Winkel (α) aufweist.

6. Ventilatorlaufrad nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (α) der Flanke (8) vorzugsweise im Bereich zwischen 135° und 160° liegt.

7. Ventilatorlaufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das antreibende Element die vorzugsweise zylindrische Außenfläche des Rotors ist.

8. Ventilatorlaufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge äquidistant, vorzugsweise in einer Ebene, angeordnet sind.

9. Ventilatorlaufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche mit den Vorsprüngen aus Stahl besteht.

10. Ventilatorlaufrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die äußersten Spitzen (10) der Vorsprünge (6) eines Rotors (5) mit etwa 30 mm Durch­ messer in einer Höhe (h) von etwa 0,2 bis 0,4 mm und einer axialen Breite von etwa 1 bis 2 mm radial über den Außen­ mantel des Rotors (5) ragen.

11. Ventilatorlaufrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (6) im axialen Mittelbereich der Außenfläche des Rotors (5) angeordnet sind, wobei vorzugsweise axial beiderseitig der Vorsprünge auf dem Umfang verteilte Aussparungen zur Aufnahme von Wuchtgewichten vorgesehen sind.

12. Ventilatorlaufrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vorzugsweise in axial zum Ansatz hin im Innendurchmesser sich konisch verengende Nabe (2) des Laufrades, vorzugsweise an einem axialen Ende, mindestens einen radial gerichteten Ansatz (4) für einen axialen Anschlag aufweist.

13. Ventilatorlaufrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (5) ein Außenläufer, vorzugsweise eines kollektorlosen Gleichstrommotors, ist.

14. Verfahren zur Herstel1ung eines Ventilatorlaufrades nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß

• a) der tiefgezogene Stahltopf eines Außenläuferrotors anschließend nur an den Stirnflächen spanabhebend bearbeitet wird,
• b) die widerhakenartigen Vorsprünge aus der Stahltopf­ außenfläche durch Einpreßwerkzeuge herausgeformt werden,
• c) nach weiteren Herstellungsschritten die Kunststoffnabe auf Anschlag in Richtung der Widerhakenspitzen zur Verhakung mit diesen auf den Stahltopf aufgeschoben wird.