DE60011339T2

DE60011339T2 - Motorkühlung und schalldämmendes System

Info

Publication number: DE60011339T2
Application number: DE60011339T
Authority: DE
Inventors: Brent A. Olmsted Township Miller; Curt M. Oberlin Geideman; Paul K. Gadsden Foisy; Jim Fairview Park Lachendro; Richard D. Wakeman Boozer
Original assignee: Vita-Mix Corp
Current assignee: Vita-Mix Corp
Priority date: 1999-04-21
Filing date: 2000-03-23
Publication date: 2005-07-07
Anticipated expiration: 2020-03-24
Also published as: EP1047176A3; BRPI0001542A8; KR20000077031A; JP2000324760A; MXPA00003826A; US6069423A; DE60011339D1; ATE268955T1; AR023752A1; EP1047176B1; BR0001542A; KR100649459B1; CA2299789C; CA2299789A1; JP4441054B2; BRPI0001542A2; ES2223390T3; EP1047176A2

Description

Technisches Gebiet
Diese Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Kühlen des Motors eines Geräts, wie ein Lebensmittel-Mixgerät oder der gleichen, mit einem Strom bewegter Luft bei gleichzeitiger Dämpfung des durch diese Luft und den Motor erzeugten Geräuschs.
Stand der Technik
Viele Vorrichtungen, welche mit einem Motor betrieben werden, benötigen die Ausstattung mit einem System zum Kühlen des Motors, um eine Überhitzung desselben zu vermeiden. Typische Vorrichtungen sind Geräte wie Lebensmittel-Mixgeräte, welche im Haushalt oder im gewerblichen Bereich verwendet werden können. In diesen Vorrichtungen ist die rotierende Motorwelle in der Nähe ihres unteren Endes normalerweise mit einem Ventilator ausgestattet, welcher Kühlluft in das Motorgehäuse und nachfolgend um den Motor herum saugt, um sie nachfolgend auszustoßen. Jedoch erzeugen sowohl die Bewegung dieser Luft als auch der Betrieb des Motors selbst einen manchmal erheblichen Geräuschpegel, der für den Anwender als auch für Personen in der Nähe, wie etwa die Kunden in einer gewerblichen Einrichtung, ein Störfaktor sein kann. Je schneller sich die Luft bewegt, was für ihren Kühleffekt erwünscht ist, desto stärkere Geräusche werden dabei erzeugt.
Demzufolge wurden die Bemühungen auf die Dämpfung oder die sonstige Reduzierung des durch den luftgekühlten Motor erzeugten Geräuschpegels gerichtet. Ein Beispiel hierfür ist in US-Patent Nr. 5,273,358 dargestellt. Während die in dem Patent dargestellte Vorrichtung, wie auch andere Dämpfvorrichtungen, das durch den Motor und die bewegte Luft erzeugte Geräusch reduzieren, tun sie dies auf Kosten des Luftstroms. Das heißt, daß zur Reduzierung des Geräuschs der an dem Motor vorbei geführte Luftstrom verringert wird, wodurch sich der Kühleffekt der Luft verschlechtert.
Somit besteht Bedarf für eine Vorrichtung, welche das durch den Motor und seine Kühlluft erzeugte Geräusch ohne Beeinträchtigung des an dem Motor vorbei geführten Luftstroms dämpfen oder auf andere Weise reduzieren kann und welche tatsächlich das Geräusch bei gleichzeitiger Steigerung des Luftstroms dämpfen kann.
Offenbarung der Erfindung
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, welche das von einer Vorrichtung mit einem luftgekühlten Motor ausgestrahlte Geräusch dämpft.
Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung wie oben zu schaffen, bei der der an dem Motor vorbei geführte Luftstrom gesteigert wird, um die Kühlung des Motors zu verbessern.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung wie oben zu schaffen, bei der die Luft von dem Ventilator zu einem Diffusor ausströmt, um die Austrittsgeschwindigkeit der Luft zu verringern, wodurch das hierdurch erzeugte Geräusch reduziert wird.
Es ist ein zusätzliches Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung wie oben zu schaffen, bei der eine den Diffusor bildende Wand aus einem geräuschabsorbierenden Material gebildet ist, um das Geräusch weiter zu reduzieren.
Diese und andere Ziele der vorliegenden Erfindung, sowie deren Vorteile gegenüber vorhandenen Systemen des Standes der Technik werden aus der folgenden Beschreibung deutlich, und werden durch die hierin im folgenden beschriebenen und beanspruchten Verbesserungen verwirklicht.
Im allgemeinen beinhaltet eine Vorrichtung, welche die Kühlung eines Motors, der ein Gerät betreibt, steigert und gleichzeitig das Geräusch des Motors und der den Motor kühlenden bewegten Luft absorbiert, ein Gehäuse für den Motor. Eine Motorwelle ist dazu ausgelegt, mit einem Ende an dem Gerät angebracht zu werden, und ihr anderes Ende trägt einen Ventilator. Lufteinlaß- und Luftauslaßbereiche sind in dem Gehäuse ausgebildet, wobei der Ventilator Luft durch den Einlaßbereich in das Gehäuse und an dem Motor vorbei saugt. Ein Diffusor nimmt die Luft des Ventilators auf und verringert deren Geschwindigkeit vor dem Austritt der Luft durch den Ausströmbereich. Demzufolge wird der Luftstrom um den Motor gesteigert, wobei gleichzeitig das Geräusch der Luft und des Motors reduziert wird.
Genauer gesagt schafft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung mit einem Motor, einem Gehäuse, in dem der Motor aufgenommen ist, einem in dem Gehäuse gebildeten Lufteinlaßbereich, einem in dem Gehäuse gebildeten Luftauslaßbereich, einem Ventilator zum Ansaugen der Luft durch den Lufteinlaßbereich und an dem Motor vorbei und einer von dem Motor angetriebenen Welle, die ein erstes Ende zur Verbindung mit einem Gerät und ein zweites gegenüberliegendes Ende aufweist, welches den Ventilator trägt, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ferner einen Diffusor aufweist, der folgendes umfaßt: einen Diffusor-Durchgang, der zwischen dem Ventilator und dem Luftauslaßbereich angeordnet ist, um Luft von dem Ventilator aufzunehmen und die Geschwindigkeit der Luft vor dem Austritt aus dem Luftauslaßbereich zu reduzieren; akustisch absorbierendes Material, welches eine darin gebildete Ausnehmung aufweist, in der der Ventilator derart aufgenommen ist, daß das absorbierende Material den Ventilator in einer radial nach außen gerichteten Richtung umschließt, wobei der Ventilator Luft zu dem akustisch absorbierenden Material lenkt, um das Geräusch zu reduzieren; und eine Drosselplatte, die zu dem ersten Ende der Welle hin in einer Richtung entlang der Welle von dem akustisch absorbierenden Material beabstandet ist, wobei die Drosselplatte eine Oberfläche aufweist, die eine Seite des Diffusor-Durchgangs bildet, und die andere Seite des Diffusor-Durchgangs von einer Oberfläche des akustisch absorbierenden Materials gebildet wird.
Eine bevorzugte beispielhafte Vorrichtung zur Kühlung eines Motors mit Luft bei gleichzeitiger Dämpfung des durch den Motor und die bewegte Luft erzeugten Geräuschs, die die Konzepte der vorliegenden Erfindung aufweist, ist beispielhaft in den beigefügten Zeichnungen dargestellt, ohne zu versuchen, alle verschiedenen Formen und Modifikationen, in denen die Erfindung ausgeführt sein kann, darzustellen, wobei die Erfindung an den beigefügten Patentansprüchen gemessen wird und nicht an den Details der Beschreibung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine etwas schematische Teilschnittansicht im wesentlichen entlang der Linie 1-1 der 3, die eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine etwas schematische Teilabschnittansicht im wesentlichen entlang der Linie 2-2 der 3.
3 ist eine Unteransicht der Vorrichtung, die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt ist.
4 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts der Motorgehäuse-Komponente der vorliegenden Erfindung, einschließlich der Drosselplatten-Komponente.
5 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts des Diffusors, welche eine Sammelkammer und das geräuschabsorbierende Material zeigt.
Bevorzugte Ausführungsform zur Durchführung der Erfindung
Der Motorgehäuse-Abschnitt eines Gerätes, wie ein Lebensmittel-Mixgerät oder dergleichen, ist allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet und beinhaltet einen konventionellen Motor 11, welcher eine Welle 12 antreibt. Eine Kammer 13 ist für Motor 11 ausgebildet und wird durch einen oberen napfähnlichen Deckel 14 und eine Grundplatte 15 gebildet. Wie in den 1, 2 und 4 dargestellt, erstreckt sich ein unregelmäßig geformtes Motorgehäuse 16 aufwärts von der Platte 15 in die Kammer 13 und trägt darin den Motor 11 in einer konventionellen Art und Weise. Ein luftaufnehmender Schacht 17 erstreckt sich ebenfalls aufwärts von der Platte 15, welcher Kühllift aufnimmt und sie zur Kammer 13 lenkt, wie weiter unten beschrieben wird.
Wie am besten in 4 dargestellt, ist die Unterseite der Platte 15 mit einem schmalen Steg 18 versehen, der sich von dieser im allgemeinen nahe oder an der Peripherie der Platte 15 abwärts erstreckt. Eine im allgemeinen napfförmige Drosselplatte 19 erstreckt sich ungefähr zentral von der Platte 15 abwärts und ist mit einer durchgehenden kreisförmigen Öffnung 20 versehen. Die Oberfläche der Drosselplatte 19 kann etwas gekrümmt sein oder kann, wie dargestellt, eine geradlinige Ausbildung aufweisen. 1, 2 und 4 zeigen, daß die Drosselplatte 19 im allgemeinen in Form eines Kegelstumpfes mit einer geneigten Mantelfläche 42 ausgebildet ist.
Wie am besten in den 3 und 5 dargestellt, enthält das Motorgehäuse 10 ein allgemein mit dem Bezugszeichen 21 bezeichnetes Basiselement. Das Basiselement 21 weist eine Vielzahl von Eckfüßen 22 auf, die an gegenüberliegenden Tragflächen 23 angeordnet sind, welche eine Wand 24 von dem Tisch oder anderen Tragflächen anheben, auf dem das Gerät steht. Die Wand 24 ist zur strukturellen Unterstützung mit einer Verrippung 25 versehen und weist auch Langschlitz-Öffnungen 26 auf, die sich entlang gegenüberliegender Seiten dieser Wand erstrecken. Wie hierin später detaillierter beschrieben, ermöglichen die Öffnungen 26 den Abzug von Kühlluft aus dem Motorgehäuse 10.
Gegenüberliegende Seitenwände 27 und gegenüberliegende Seitenwände 28 erstrecken sich von den Tragflächen 23 aufwärts, und ihre oberen Ränder sind dazu ausgelegt, durch Schnappverbindung oder durch andere konventionelle Mittel in die unteren peripheren Ränder des oberen Deckels 14 einzugreifen. Innenwände 29 sind parallel zu den Seitenwänden 27 angeordnet und sind von diesen durch Unterstützungs-Verrippungen 30 beabstandet. Die Innenwände 29 sind daher an der Seite der Öffnungen 26 angeordnet. In ähnlicher Weise sind Innenwände 31 parallel zu Seitenwänden 28 angeordnet, und sind von diesen durch Unterstützungs-Verrippungen 32 beabstandet. Wenn das Motorgehäuse so zusammengesetzt ist, nämlich mit dem Deckel 14 auf der Basis 21 und mit der Platte 15 dazwischen, paßt der Steg 18 der Platte 15 in die durch die Innenwände 29 und 31 gebildete Peripherie, wodurch eine Dichtung zwischen den Teilen geschaffen wird. Mindestens eine der Seitenwände 28 ist mit einer Vielzahl von Öffnungen 33 versehen, welche, wie hierin später detaillierter beschrieben, als Luftansaugöffnungen für das Motorgehäuse 10 wirken.
Ein Rand 34 (2) erstreckt sich aufwärts von der Wand 24 und ist dazu ausgelegt, die Periphere eines akustisch absorbierenden Materials wie eines Akustik-Schaumstoffblocks 35 mit offenen Zellen aufzunehmen oder dieses auf andere Weise festzulegen. Der Block 35 erstreckt sich dabei in der einen Richtung zwischen den Innenwänden 31 und in der anderen Richtung zwischen den Luftabzug-Schlitzöffnungen 26. Eine Ausnehmung 36, vorzugsweise in der Form eines Kegelstumpfes, ist im allgemeinen zentral im Block 35 ausgebildet. So bildet die Ausnehmung 36 eine sich entlang des Umfangs erstreckende geneigte Oberfläche 37 für eine den Ventilator aufnehmende Kammer 38, deren Boden von der Bodenoberfläche 24, deren Seiten von der geneigten Oberfläche 37 und deren Oberseite von der Drosselplatte 19 gebildet wird.
Das obere Ende der Motorwelle 12 kann sich nach oben durch eine Öffnung 39 erstrecken, die in dem Deckel 14 ausgebildet ist, um mit dem Element eines Gerätes oder dergleichen verbunden zu werden und um dieses anzutreiben. Das untere Ende der Welle 12 erstreckt sich in die Kammer 38 hinein und trägt einen konventionellen Ventilator 40 mit axialem Einlaß und radialem Auslaß, der somit innerhalb der Kammer 38 angeordnet ist und der eine radiale Abmessung aufweist, die nur geringfügig kleiner als der Durchmesser der Öffnung 20 in der Drosselplatte 19 ist.
Wenn der Motor 11 in Betrieb ist, um den Ventilator 40 zu drehen, wird Umgebungsluft in die Ansaugschlitze 33 gezogen. Wie durch die Pfeile in den 1 und 2 dargestellt, strömt diese Luft durch den Schacht 17 aufwärts in die Kammer 13 und wird an dem Motor 11 herunter, um diesen herum und durch diesen hindurch gezogen, um den Motor 11 zu kühlen. Die Luft tritt dann im allgemeinen radial aus dem Ventilator 40. aus und trifft auf den Schaumstoffblock 35, welcher den Ventilator 40 umschließt und welcher das sowohl von dem Motor 11 als auch das von der Luft erzeugte Geräusch absorbiert. Die Luft bewegt sich dann in einen Diffusor-Durchgang 41, der durch die geneigte Oberfläche 37 des Schaumstoffblocks 35 und einer sich in Umfangsrichtung erstreckenden geneigten Oberfläche 42 der Drosselplatte 19 gebildet ist. Wenn die Luft aus dem Diffusor-Durchgang 41 austritt, wird sie in einer Sammelkammer 43 aufgenommen, die über der horizontalen oberen Oberfläche des Blocks 35 angeordnet ist und wo sich die Luft ausbreitet, um danach durch Schlitzöffnungen 26 in der Bodenoberfläche 24 in die Atmosphäre auszuströmen.
Wie von den Fachleuten zu verstehen ist, reduziert der vorhandene Diffusor-Durchgang 41 die Geschwindigkeit des Luftstroms, welcher, gekoppelt mit dem geräuschabsorbierenden Effekt des Schaumstoffblocks 35, das durch das System erzeugte Geräusch reduziert. Da die Luft von dem Diffusor-Durchgang 41 durch Schlitzöffnungen 26 in den Atmosphärendruck austritt, ist ferner der Diffusor-Eingangsdruck, das heißt der Ausgangsdruck des Ventilators 40, niedriger als der Atmosphärendruck. Demzufolge wird der an dem Motor 11 vorbei geführte Luftstrom gesteigert, ohne das Design des Ventilators 40 ändern zu müssen. Tatsächlich wirkt der Diffusor dann so, daß er dem Ventilator 40 einen Sog bereitstellt, um den Luftstrom zu steigern und den Motor besser zu kühlen bei gleichzeitiger Verringerung der Austrittsgeschwindigkeit, um Geräusche zu minimieren.
Da die primäre Strömung aus dem Ventilator in radialer Richtung verläuft, steigt in dem Diffusor-Durchgang 41 die Fläche des wirksamen Durchgangsbereiches, obwohl der Abstand zwischen den gegenüberliegenden Diffusor-Oberflächen 37 und 42 in dem Bereich, in dem die Luft in die Sammelkammer 43 eintritt, als abnehmend dargestellt ist, wo noch mehr Geräusch absorbiert wird, da eine Seite der Sammelkammer 43 von dem Schaumstoffblock 35 gebildet wird.
Angesichts des vorangehenden sollte klar sein, daß die Vorrichtung wesentlich den Stand der Technik verbessert und ansonsten die Ziele der vorliegenden Erfindung verwirklicht.

Claims

Motorbetriebene Vorrichtung, mit einem Motor (11), einem Gehäuse (10), in dem der Motor (11) aufgenommen ist, einem in dem Gehäuse (10) gebildeten Lufteinlaßbereich, einem in dem Gehäuse (10) gebildeten Luftauslaßbereich, einem Ventilator (40) zum ansaugen von Luft durch den Lufteinlaßbereich und an dem Motor (11) vorbei, und einer von dem Motor (11) angetriebenen Welle (12), die ein erstes Ende zur Verbindung mit einem Gerät und ein zweites gegenüberliegendes Ende aufweist, welches den Ventilator (40) trägt, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ferner einen Diffusor aufweist, der folgendes umfaßt: einen Diffusor-Durchgang (41), der zwischen dem Ventilator (40) und dem Luftauslaßbereich angeordnet ist, um Luft von dem Ventilator (40) aufzunehmen und die Geschwindigkeit der Luft vor dem Austritt aus dem Luftauslaßbereich zu reduzieren; akustisch absorbierendes Material (35), welches eine darin gebildete Ausnehmung (36) aufweist, in der der Ventilator (40) derart aufgenommen ist, daß das absorbierende Material (35) den Ventilator (40) in einer radial nach außen gerichteten Richtung umschließt, wobei der Ventilator (40) Luft zu dem akustisch absorbierenden Material (35) lenkt, um das Geräusch zu reduzieren; und eine Drosselplatte (19), die zu dem ersten Ende der Welle (12) hin in einer Richtung entlang der Welle (12) von dem akustisch absorbierenden Material (35) beabstandet ist, wobei die Drosselplatte (19) eine Oberfläche aufweist, die eine Seite des Diffusor-Durchgangs (41) bildet, und die andere Seite des Diffusor-Durchgangs (41) von einer Oberfläche des akustisch absorbierenden Materials (35) gebildet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Sammelkammer (43), die zwischen dem Diffusor-Durchgang (41) und dem Luftauslaßbereich (26) gebildet ist, wobei die Oberfläche des akustisch absorbierenden Materials (35) und die Oberfläche der Drosselplatte (19) zueinander konvergieren, wo sich der Diffusor-Durchgang (41) zur Sammelkammer (43) hin erstreckt.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei eine weitere Oberfläche des akustisch absorbierenden Materials (35) eine Oberfläche der Sammelkammer (43) bildet.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Sammelkammer (43) angrenzend an den Luftauslaßbereich ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Drosselplatte (19) und die Ausnehmung (36) in dem akustisch absorbierenden Material (35) eine Kammer (38) für den Ventilator (40) bilden.
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Ausnehmung (36) in dem akustisch absorbierenden Material (35) in Form eines Kegelstumpfes ausgebildet ist, mit einer geneigten Mantelfläche (37), die radial zu dem Ventilator (40) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Drosselplatte (19) in Form eines Kegelstumpfes (42) ausgebildet ist, mit einer geneigten Mantelfläche (42), die zu dem ersten Ende der Welle (12) hin in einer Richtung entlang der Welle (12) von dem Ventilator (40) beabstandet ist und die der geneigten Mantelfläche (37) der Ausnehmung (36) in dem akustisch absorbierenden Material (35) gegenüber liegt und hiervon beabstandet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Diffusor-Durchgang (41) von dem Raum zwischen der geneigten Mantelfläche (42) der Drosselplatte (19) und der geneigten Mantelfläche (37) der Ausnehmung (36) in dem akustisch absorbierenden Material (35) gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Gehäuse (10) ein Basiselement (21) enthält, mit einer Wand (24) quer zu der Welle (12), mit Seitenwänden (27, 28), die sich von der Wand (24) aufwärts zu dein ersten Ende der Welle (12) hin in einer Richtung entlang der Welle (12) erstrecken, wobei der Lufteinlaßbereich Öffnungen (33) enthält, die mindestens in einer der Seitenwände (27, 28) gebildet sind, und wobei der Luftauslaßbereich mindestens einen Langschlitz (26) enthält, der in der Wand (24) gebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei das Gehäuse (10) eine Motorkammer (13) enthält, die zu dem ersten Ende der Welle (12) hin in einer Richtung entlang der Welle (12) von dem Basiselement (21) beabstandet ist, und ferner einen Schacht (17) aufweist, um Luft von dem Lufteinlaßbereich aufzunehmen und die Luft zu der Motorkammer (13) zu lenken.
Vorrichtung nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, wobei das akustisch absorbierende Material (35) von dem Basiselement (21) getragen wird und angrenzend an den mindestens einen Langschlitz (26) angeordnet ist.