DE4317783C1

DE4317783C1 - Abdichtung für einen als Außenläufer-Motor ausgebildeten Lüftermotor

Info

Publication number: DE4317783C1
Application number: DE19934317783
Authority: DE
Inventors: Willi Strohmeyer
Original assignee: WISTRO FA
Current assignee: WISTRO FA
Priority date: 1993-05-28
Filing date: 1993-05-28
Publication date: 1994-06-01
Anticipated expiration: 2013-05-29

Description

Die Erfindung betrifft eine Abdichtung für einen als Außenläufer-Motor ausgebildeten Lüf termotor, dessen Stator im wesentlichen innerhalb einer napfförmigen Aufnahme einer Lüfterhaube eines fremdbelüfteten Elektromotors angeordnet ist.

Es ist bereits bekannt, in der Lüfterhaube von fremdbelüfteten Elektromotoren als Außenläufer-Motor ausgebildete Lüftermotoren einzusetzen (DE-GM 92 11 441). Diese Elektromotoren weisen gegenüber den Innenläufer-Motoren den Vorteil auf, daß sie einen deutlich besseren Wirkungsgrad aufweisen. Die am Rotor angeordneten Lüfterflügel stellen zusätzliche große Kühlflächen für die Blechpakete dar. Aufgrund des besseren Wirkungsgrades sind Außenläufer-Motoren grundsätzlich kleiner und leichter als Innen läufer-Motoren mit vergleichbarer Leistung. Außenläufer-Motoren zeichnen sich hier zu dem durch eine kurze Baulänge aus, die sich daraus ergibt, daß die Lüfterflügel direkt auf dem Rotor angeordnet sind.

Außenläufer-Motoren sind jedoch aufgrund des Ringspaltes zwischen dem Stator und dem Rotor empfindlich gegenüber einem unzulässigen Eindringen von Staub und Flüssigkeiten in das Innere. Aus diesem Grunde werden, sofern die Schutzklassen IP 55 oder IP 54 erreicht werden müssen, als Lüftermotoren Innenläufer-Motoren eingesetzt, die durch eine Kapse lung geschützt werden können.

Im Bestreben, den Bereich des Ringspaltes zwischen dem Stator und dem Rotor staubdicht abzudecken, ist es durch das DE-GM 83 13 703, Fig. 1, bereits bekannt geworden, am Stator eine napfförmige Aufnahme als ringförmige Dichtfläche auszubilden und am Rotor eine Dichtungshülse anzuordnen, die sich in die napfförmige Aufnahme hinein erstreckt. Die so geschaffene Labyrinth-Dichtung ist jedoch nicht geeignet, insbesondere auch das Eindringen von Wasser in den Ringspalt zu verhindern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verwendung eines als Außenläufer-Motor ausgebildeten Lüftermotors auch unter Einsatzbedingungen zu ermöglichen, die die Schutz klassen IP 55 oder IP 54 nach DIN 40050 erfordern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die weitere Ausgestaltung der Erfindung ist den Unteransprüchen zu entnehmen.

Dadurch, daß ein sich in Richtung auf den Rotor erstreckender Abschnitt der napfförmigen Aufnahme als ringförmige Dichtfläche ausgebildet ist, daß am Rotor des Lüftermotors eine Dichtungshülse angeordnet ist, die sich wenigstens teilweise in der Nähe der Innenwandung der ringförmigen Dichtfläche verlaufend in die napfförmige Aufnahme hinein erstreckt und mit dieser einen Dichtspalt bildet, daß die napfförmige Aufnahme bodenseitig eine Ring kammer bildet, die an ihrem Boden mit mehreren über den Umfang verteilten, etwa radial nach außen geführten Abflußöffnungen versehen ist und daß in der Ringkammer ein Dicht ring mit einer in Richtung auf den Boden der napfförmigen Aufnahme nach innen geneigten äußeren Ablauffläche angeordnet ist, die über den Umfang der am Rotor befestigten Dich tungshülse hinausgeführt und in Abstand zu dieser angeordnet ist, wird erreicht, daß die kritische Öffnung zwischen dem Stator und dem Rotor gemäß den Anforderungen der Schutzklasse IP 55 in allen denkbaren Einbaulagen des Motors gegen das Eindringen von Strahlwasser und Schmutz geschützt ist.

Insbesondere auch die Anordnung der Dichtungshülse auf dem Rotor ermöglicht es, einen langen und wirksamen Dichtspalt zu schaffen. Die Dichtungshülse deckt dabei vorzugsweise auch den Stator des Lüftermotors im wesentlichen ab. Die Dichtungshülse erstreckt sich dabei weit über die kritische Öffnung zwischen dem Stator und dem Rotor hinaus.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und wird im fol genden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines mit einem Lüftermotor versehenen Elektromotors mit der im Querschnitt dargestellten Abdichtung;

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Lüftermotors mit der Abdichtung gemäß Fig. 1 im Längsschnitt;

Fig. 3 einen Querschnitt gemäß der Linie A-B der Darstellung in Fig. 2.

In der Zeichnung ist mit 1 eine Lüfterhaube bezeichnet, die an ihrem äußeren Umfang 2 an einer rohrförmig ausgebildeten Luftführung 3 eines Elektromotors 4 befestigt ist. Die Luftführung 3 ist über Distanzbuchsen 5 mit dem Elektromotor 4 verschraubt.

In der Lüfterhaube 1 ist ein Lüftermotor 6 angeordnet. Der Stator 7 des Lüftermotors 6 ist an einem Befestigungsflansch 8 befestigt, der seinerseits mit Ansätzen 9 der Lüfterhaube verschraubt ist. An dem Rotor 10 des Lüftermotors 6 sind Lüfterflügel 11 befestigt. Die Lüfterhaube 1 ist im Bereich der Lüfterflügel 11 mit einem dem Durchmesser des Lüfterflügels 11 angepaßten Luftführungsring 12 versehen. Der Luftführungsring 12 ist derart angeordnet, daß zwischen den Außenkanten 13 der Lüfterflügel 11 und seinem Innendurchmesser ledig lich ein kleiner freier Spalt verbleibt. Hierdurch wird der Wirkungsgrad des Lüfters 6 op timiert. Dabei ist es möglich, den Durchmesser des Luftführungsringes 12 unabhängig vom Durchmesser der Lüfterhaube 1 so auszubilden, daß jeweils handelsübliche Lüfter 6 ein gesetzt werden können.

Im Bereich der Lüfterflügel 11 sind in der Lüfterhaube 1 Lufteintrittsöffnungen 14 ange ordnet, deren Stege 15 mit einem strömungsgünstigen Profil versehen sind. Durch die An ordnung der Lufteintrittsöffnungen 14 im Bereich der Lüfterflügel 11 wird ein weitgehend geradliniges Eintreten der Kühlluft erreicht. Hieraus ergibt sich eine weitere Optimierung der Strömungsverhältnisse.

An der Lüfterhaube 1 ist eine napfförmige Aufnahme 16 für den Lüftermotor 6 vorgesehen, deren sich in Richtung auf den Rotor 10 des Lüftermotors 6 erstreckender Abschnitt als ringförmige Dichtfläche 17 ausgebildet ist. Am Rotor 10 des Lüftermotors 6 ist eine Dich tungshülse 18 angeordnet, die sich in die napfförmige Aufnahme 16 hinein erstreckt, die den Stator 7 des Lüftermotors 6 im wesentlichen abdeckt und die wenigstens teilweise in un mittelbarer Nähe der Innenwandung der ringförmigen Dichtfläche 17 verlaufend koaxial zu dieser angeordnet ist. Die Innenwandung der ringförmigen Dichtfläche 17 und die Außen wandung der Dichtungshülse 18 bilden dabei einen Dichtspalt 33.

Die napfförmige Aufnahme 16 bildet bodenseitig eine Ringkammer 19. Die Ringkammer 19 ist an ihrem Boden 20 angrenzend an die ringförmige Dichtfläche 17 mit mehreren über den Umfang verteilten, etwa radial nach außen geführten Abflußöffnungen 21 versehen.

In der Ringkammer 19 ist ein Dichtring 22 mit einer in Richtung auf den Boden 20 der napfförmigen Aufnahme 16 nach innen geneigten, äußeren Ablauffläche 23 angeordnet. Die äußere Ablauffläche 23 ist über den Umfang der am Rotor 10 befestigten Dichtungshülse 18 hinausgeführt und in Abstand zu dieser angeordnet. Der Dichtring 22 ist im Bereich des Bodens 20 der napfförmigen Aufnahme 16 mit über den Umfang verteilt angeordneten Ab flußöffnungen 24 versehen, wobei der Dichtring 22 so angeordnet ist, daß seine Abflußöff nungen 24 zu den Abflußöffnungen 21 der napfförmigen Aufnahme 16 versetzt sind. Der Dichtring 22 weist außerdem eine innere Prallfläche 25 auf, die vom Boden 20 der napf förmigen Aufnahme 16 nach innen geneigt angeordnet ist und sich bis an den Befestigungs flansch 8 des Stators 7 des Lüftermotors 6 erstreckt.

An einem Ringspalt 26 zwischen der Dichtungshülse 18 und dem Befestigungsflansch 8 des Stators 7 ist eine weiche Dichtungspackung 27 angeordnet. Diese Dichtungspackung 27 be steht aus Schaumstoff oder einem ähnlichen Material und ist so ausgelegt, daß an der mit dem Rotor 10 rotierenden Dichtungshülse 18 nur äußerst geringe Reibungskräfte entstehen. Aufgrund des verhältnismäßig großen Durchmessers der Dichtungshülse 18 und der im Vergleich kleinen Motorleistung wären hier Reibungsverluste nicht tragbar. Die Folge ist, daß an dieser Stelle mittels der Dichtungspackung 27 nur eine geringe Dichtwirkung er zielbar ist.

Die Dichtungshülse 18 ist an ihrer Seite, die an den zwischen der Dichtungshülse 18 und dem Befestigungsflansch 8 des Stators 7 angeordnete Dichtungspackung 27 geführt ist, an ihrem Umfang mit einem zurückgesetzten Abschnitt 28 versehen, der in Richtung auf den Rotor 7 konisch verlaufend ausgebildet ist. Die Dichtungshülse 18 ist an ihrer an den Rotor 10 geführten Seite an ihrem Umfang mit, Nuten 29 versehen, die in unmittelbarer Nähe der Innenwandung der ringförmigen Dichtfläche 17 verlaufen.

Die Dichtungshülse 18 ist an ihrem, an den Rotor 10 geführten Ende an ihrem Umfang mit einem umlaufenden Flansch 30 versehen, der mit Abstand über das Ende der ringförmigen Dichtfläche 17 der napfförmigen Aufnahme 16 greift. Die Innenwandung der ringförmigen Dichtfläche 17 der napfförmigen Aufnahme 16 ist in ihrem inneren Bereich 31 in Richtung auf den Boden 20 konisch verlaufend ausgebildet. Der konisch verlaufende innere Bereich 31 erstreckt sich bis an die Abflußöffnungen 21 der Ringkammer 19.

Mittels der erfindungsgemäßen Abdichtung soll das unzulässige Eindringen von Flüssigkeiten oder Staub über einen bei Außenläufer-Motoren zwischen dem Stator 7 und dem Rotor 10 stets vorhandenen Ringspalt 32 in allen Lagen des Lüftermotors 6 verhindert werden. Wie insbesondere aus der Fig. 2 ersichtlich ist, wird beispielsweise in der dort dargestellten horizontalen Lage der Längsachse des Lüftermotors 6 ein Eintritt von Staub bzw. Flüssigkeit in den Ringspalt 32 zwischen dem Stator 7 und dem Rotor vor allem auch dadurch verhin dert, daß hinter der ringförmigen Dichtfläche 17 der napfförmigen Aufnahme 16 an der Dichtungshülse 18 der konisch verlaufende Abschnitt 28 zurückversetzt angeordnet ist. Sofern Flüssigkeit den von der ringförmige Dichtfläche 17 und der Dichtungshülse 18 ge bildeten Dichtspalt 33 passiert haben sollte, so bewirkt die in Richtung auf den Rotor 10 konisch verlaufende Oberfläche des Abschnitts 28, daß die Flüssigkeit zurückgehalten wird und in die Ringkammern 19 abtropft. Die Flüssigkeit gelangt somit gar nicht erst an die Dichtungspackung 27, die den Ringspalt 26 zwischen der Dichtungshülse 18 und dem Befe stigungsflansch 8 sichern soll.

Wie bereits ausgeführt, besteht diese Dichtungspackung 27 aus Schaumstoff oder einem ähnlichen Material, um das Auftreten von Reibungskräften zu vermeiden. Die Anordnung z. B. eines Simmerringes ist an dieser Stelle nicht möglich, da dieses in Anbetracht des Lüfter motors mit geringer Leistung infolge des großen Dichtungsradius zu erheblichen, nicht zu lässigen Leistungsverlusten führen würde. Die Dichtungspackung 27 ist aber dennoch ge eignet, Staubteilchen und geringe Flüssigkeitsmengen wirkungsvoll vom kritischen Ringspalt 32, zwischen dem Stator 7 und dem Rotor 10, fernzuhalten.

Die vom konisch gestalteten Abschnitt 28 der Dichtungshülse 18 in die Ringkammer 19 abgetropfte Flüssigkeit fließt über eine der Abflußöffnungen 21 ab. Der konisch in Richtung auf den Boden 20 verlaufende innere Bereich 31 der ringförmigen Dichtfläche 17 begünstigt dabei das Ablaufen der Flüssigkeit.

Auch etwa über eine oben liegende Abflußöffnung 21 eintretende Flüssigkeit fließt über eine der Abflußöffnungen 21 ab. Diese Flüssigkeit gelangt nach dem Eintritt in die Ringkammer 19 an die Ablauffläche 23 des Dichtringes 22. Indem der Dichtring 22 so angeordnet ist, daß seine Abflußöffnungen 24 zu den Abflußöffnungen 21 der napfförmigen Aufnahme 16 ver setzt sind, wird verhindert, daß Flüssigkeit aus den oberhalb angeordneten Abflußöffnungen 21 in die Abflußöffnungen 24 tropft und auf diese Weise an die Innenseite des Dichtringes 22 und damit unter Umständen an die Dichtungspackung 27 gelangt. Die schräge Anordnung der Ablauffläche 23 bewirkt, daß die Flüssigkeit in Richtung auf den Boden 20 der napfförmigen Aufnahme 16 abfließt und schließlich in den unteren Bereich der Ringkammer 19 gelangt. Hier fließt auch diese Flüssigkeit über die jeweils untere Abflußöffnung 21 ab.

Eine zusätzliche Sicherung gegen das Eintreten von Flüssigkeit in den kritischen Bereich des Lüftermotors wird auch bei horizontaler Lage der Längsachse des Lüftermotors 6 dadurch erreicht, daß die Dichtungshülse 18 an ihrem an den Rotor 10 geführten Ende an ihrem Umfang mit dem umlaufenden Dichtflansch 30 versehen ist, der mit Abstand über das Ende der ringförmigen Dichtfläche 17 der napfförmigen Aufnahme 16 greift. Hierdurch wird das Eintreten von z. B. Strahlwasser in den Bereich der ringförmigen Dichtfläche 17 bereits erschwert. Zusätzlich bewirken die am Umfang der Dichtungshülse 18 in unmittelbarer Nähe der Innenwandung der ringförmigen Dichtfläche 17 angeordneten Nuten 29 ein zu sätzliches Abbremsen von z. B. Wasser.

Die Anordnung des umlaufenden Dichtflansches 30 an der Dichtungshülse 18 ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn der Lüftermotor 6 in einer Position betrieben wird, in der die Längsachse gegenüber der Horizontalen derart geneigt ist, daß sich der Rotor 10 in einer Position oberhalb des Stators 7 befindet insbesondere in dieser Position kann der umlau fenden Dichtflansch 30 den Eintritt von Flüssigkeit und auch Staub bereits stark abbremsen. Sofern über die sich anschließenden Dichtmittel Flüssigkeit in den Bereich der Dichtungs packung 27 gelangen sollte, so tropft diese aufgrund der schräg gestellten Längsachse des Lüftermotors 6 zum größten Teil in die Ringkammer 19 ab. Sie gelangt dort in das Innere des V-förmig gestalteten Dichtringes 22. Die Flüssigkeit fließt dann in Abhängigkeit vom Grad der Schrägstellung aus dem Innern des Dichtringes 22 entweder über dessen in der Fig. 3 der Zeichnung dargestellten Abflußöffnung 24 oder aber am Rand von dessen innerer Prall fläche 25 in den unteren Bereich der Ringkammer 19. Der Abfluß erfolgt dann über die Abflußöffnungen 21 der Ringkammer 19.

Bei größeren Neigungswinkeln der Längsachse des Lüftermotors 6 verhindert zudem die innere Prallfläche 25 des Dichtringes 22 zusätzlich, daß sich am Boden 20 der Ringkammer 19 sammelnde Flüssigkeit nach oben in den Bereich der Dichtungspackung 27 spritzt. Im übrigen dient die innere Prallfläche 25 vorzugsweise auch der Befestigung des Dichtringes 22 in der Ringkammer 19.

Sofern der Lüftermotor 6 in einer Position betrieben wird, in der sich dessen Rotor 10 oberhalb von dessen Stator 7 befindet, so bewirkt die Ablauffläche 23 des Dichtringes 22, daß etwa über die Abflußöffnungen 21 eintretende Flüssigkeit an den Bereich der Dich tungspackung 27 vorbei nach unten geführt wird. Dieses wird dadurch erreicht, daß die äußere Ablauffläche 23 über den Umfang der am Rotor 10 befestigten Dichtungshülse 18 hinausgeführt und in Abstand zu dieser angeordnet ist. Den Eintritt von Flüssigkeit und Staub von der Unterseite her verhindern die bereits beschriebenen, an der Dichtungshülse 18 angeordneten zusätzlichen Dichtmittel. Die Nuten 29 und der Dichtflansch 30 verhindern den Eintritt von Flüssigkeit und Staub von der Unterseite, ermöglichen andererseits aber den Abfluß von etwa in die Ringkammer 19 eingetretener Flüssigkeit.

Claims

1. Abdichtung für einen als Außenläufer-Motor ausgebildeten Lüftermotor (6), an dessen Rotor (10) Lüfterflügel angeordnet sind und dessen Stator (7) im wesentlichen inner halb einer napfförmigen Aufnahme (16) einer Lüfterhaube (1) eines fremdbelüfteten Elektromotors (4) angeordnet ist, mit folgenden Merkmalen:

a) ein sich in Richtung auf den Rotor (10) erstreckender Abschnitt der napfförmigen Auf nahme (16) ist als ringförmige Dichtfläche (17) ausgebildet,
b) am Rotor (10) des Lüftermotors (6) ist eine Dichtungshülse (18) angeordnet, die sich wenigstens teilweise in der Nähe der Innenwandung der ringförmigen Dichtfläche (17) verlaufend in die napfförmige Aufnahme (16) hinein erstreckt und mit dieser einen Dichtspalt (33) bildet,
c) die napfförmige Aufnahme (16) bildet bodenseitig eine Ringkammer (19), die an ihrem Boden (20) mit mehreren über den Umfang verteilten, etwa radial nach außen geführten Abflußöffnungen (21) versehen ist,
d) in der Ringkammer (19) ist ein Dichtring (22) mit einer in Richtung auf den Boden (20) der napfförmigen Aufnahme (16) nach innen geneigten äußeren Ablauffläche (23) angeordnet, die über den Umfang der am Rotor (10) befestigten Dichtungshülse (18) hinausgeführt und in Abstand zu dieser angeordnet ist.

2. Abdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungshülse (18) den Stator (7) im wesentlichen abdeckt.

3. Abdichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Ringspalt (26) zwischen der Dichtungshülse (18) und einem Befestigungs flansch (8) des Stators (7) eine Dichtung (Dichtungspackung 27) angeordnet ist.

4. Abdichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungshülse (18) an ihrer an die Dichtungspackung (27) geführte Seite an ihrem Umfang mit einem zurückgesetzten Abschnitt (28) versehen ist, der in Richtung auf den Rotor (10) konisch verlaufend ausgebildet ist.

5. Abdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (22) im Bereich des Bodens (20) der napfförmigen Aufnahme (16) mit über den Umfang verteilt angeordneten Abflußöffnungen (24) versehen ist, die zu den Abflußöffnungen (21) der napfförmigen Aufnahme (16) versetzt sind.

6. Abdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungshülse (18) an ihrer an den Rotor (10) geführten Seite an ihrem Um fang mit Nuten (29) versehen ist, die in unmittelbarer Nähe der Innenwandung der ringförmigen Dichtfläche (17) verlaufen.

7. Abdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungshülse (18) an ihrem an den Rotor (10) geführten Ende an ihrem Um fang mit einem umlaufenden Dichtflansch (30) versehen ist, der mit Abstand über das Ende der ringförmigen Dichtfläche (17) der napfförmigen Aufnahme (16) greift.

8. Abdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwandung der ringförmigen Dichtfläche (17) der napfförmigen Aufnahme (16) in ihrem inneren Bereich (31) in Richtung auf den Boden (20) verlaufend konisch ausgebildet ist.

9. Abdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwandung der ringförmigen Dichtfläche (17) der napfförmigen Aufnahme (16) in ihrem inneren Bereich (31) in Richtung auf den Boden (20) verlaufend konisch ausgebildet bis an die Abflußöffnungen (21) der napfförmigen Aufnahme (16) geführt ist.

10. Abdichtung nach einem oder Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (22) eine zusätzliche innere Prallfläche (25) aufweist, die vom Boden (20) der napfförmigen Aufnahme (16) nach innen geneigt angeordnet ist und sich bis an den Befestigungsflansch (8) des Stators (7) erstreckt.