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Die
vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Gebläse oder
einen Lüfter,
der für
Kühlungszwecke
in sogenannten Büroautomatisierungsgeräten geeignet
ist.
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Im
Stand der Technik (siehe z. B. US-A-5267842) enthält die doppelreihige
Lagereinrichtung, die in einem Gebläse zum Kühlen von Büroautomatisierungsgeräten verwendet
wird, ein Paar Kugellager 102 und 103, die auf
die Welle 101 des Motors aufgesetzt sind, wie 8 zeigt.
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Die
inneren Laufringe der Kugellager 102, 103 sind
lose auf die Welle 101 aufgesetzt und die äußeren Laufringe 102b, 103b sind
ebenfalls lose in die Buchse oder das Lagergehäuse 104 eingesetzt, da
es erforderlich ist, jedes Kugellager durch eine geeignete Einrichtung,
wie zum Beispiel eine Vorspannfeder, vorzuspannen.
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Es
ist erforderlich, beide Kugellager 102, 103 vorzuspannen.
Das Erfordernis, das auf einer Seite des Joches 105 angeordnete
linke Kugellager 102 vorzuspannen, kann durch Aufbringen
der Vorspannkraft auf dieses durch Einlegen einer Druckschraubenfeder
zwischen die äußere Stirnfläche 102a des linken
Kugellagers 102 und die vordere Deckplatte 105a des
Joches, die einstückig
mit der vorderen Deckplatte 108a des Laufrades 108 verbunden
ist, erfüllt
werden. Ein am rechten Endabschnitt der Welle 101 befestigter
Anschlagring 107 ist erforderlich, um das Kugellager 103 zu
halten.
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Im
Fall der in 9 gezeigten Vorspanneinrichtung
ist es schwierig, eine geeignete Vorspannkraft an das Lager anzulegen.
Der Grund dafür
liegt darin, dass der zwischen dem Joch 105 und dem Kugellager 102 gebildete
Raum zu klein ist, um die Druckschraubenfeder 106 in einer
ausreichenden Größe aufzunehmen,
um das Lager ordnungsgemäß vorzuspannen.
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Ferner
verursachen die zwischen dem Lager und der Buchse und/oder der Welle
vorhandenen Spalte beim Umlaufen des Laufrades eine Laufungleichmäßigkeit
sowohl in radialer als auch in axialer Richtung. Dieser unrunde
Lauf bzw. dieses Spiel verursacht Geräusche, beeinträchtigt die
Gebläsecharakteristik
und verringert die Lebenszeit des Lagers.
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Der
Montagevorgang mit der Druckschraubenfeder 106 kann nicht
ohne weiteres durchgeführt werden,
da die Druckschraubenfeder gegen die Kraft der Feder in einen begrenzten
Raum eingeführt
werden muss.
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Die
Buchse hat an ihren beiden Enden Abschnitte 104a, 104b mit
größerem Innendurchmesser zum
Aufnehmen der äußeren Laufringe
der Kugellager. Jeder der Abschnitte mit größerem Innendurchmesser weist
einen Absatz auf, an welchem der äußere Laufring des Kugellagers
jeweils anliegt. Wenn die Abschnitte 104a, 104b mit
größerem Innendurchmesser
relativ zu der Buchse mehr oder weniger exzentrisch gebildet sind,
wird die Drehbewegung der Welle ebenfalls exzentrisch beeinflusst,
was Vibrationen oder Geräusche
erzeugt. Demgemäß ist eine präzise Bearbeitung
der Abschnitte mit größerem Innendurchmesser
erforderlich.
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Wie
aus den vorstehenden Ausführungen
ersichtlich ist, benötigt
das Gebläse,
das die doppelreihige Lagereinrichtung nach dem Stand der Technik verwendet,
ein Paar Kugellager, die einen inneren und einen äußeren Laufring
aufweisen, einen Anschlagring und eine Vorspannfeder. Selbstverständlich sind
auch die Montagevorgänge
für diese
Bauteile erforderlich. Dies bringt hohe Herstellungskosten für die Lagereinrichtung
mit sich.
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Je
größer der
Durchmesser der Motorwelle ist, desto größer ist die Steifigkeit der
Welle, sodass die Laufungleichmäßigkeit
vermindert wird und ein leiser Motor mit langer Lebensdauer erreicht
werden kann. Der Durchmesser der Welle der Lagervorrichtung nach
dem Stand der Technik ist jedoch um das doppelte der Summe der Dicke
des inneren und des äußeren Laufrings
der auf die Welle gesetzten Kugellager kleiner als derjenige der
Buchse. Demgemäß ist es
schwierig, eine Welle mit guter Dauerhaftigkeit, mit verminderter
Laufungleichmäßigkeit
und mit reduzierter Erzeugung von Vibrationen oder Geräuschen zu
schaffen.
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Das
Dokument FR-A-2 124 677 beschreibt ein Gebläse mit einem Laufrad, das so
ausgelegt ist, dass es in Umdrehung versetzt wird, wenn das Gebläse mit Energie
versorgt wird, enthaltend eine Lagervorrichtung zum Halten eines
Drehmittelabschnitts des Laufrades, welche Lagervorrichtung eine
Buchse, eine Welle, an geeigneten Positionen um die äußere Umfangsfläche der
Welle gebildete erste und dritte Kontaktnuten, an entsprechenden Abschnitten
der inneren Umfangsfläche
der Buchse gebildete zweite und vierte Rollkontaktnuten und eine
erste und eine zweite Kugelreihe in den jeweiligen Nuten enthält.
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Das
Dokument EP-A-771 002 betrifft eine Lageranordnung für den Schwingarm
eines Festplattenlaufwerks beispielsweise eines Personalcomputers
und zeigt in seiner 1 eine Lageranordnung, umfassend
eine erste Buchse, eine abgestufte Welle, die einen Abschnitt mit
größerem Durchmesser
und einen Abschnitt mit kleinerem Durchmesser umfasst, der an einem
Ende derselben angeordnet ist, eine an einer geeigneten Position
um die äußere Umfangsfläche des
Abschnitts mit größerem Durchmesser
gebildete erste Rollkontaktnut, eine zweite Buchse, eine an einer
inneren Umfangsfläche
der zweiten Buchse gebildete zweite Rollkontaktnut, derart, dass sie
der ersten Rollkontaktnut entspricht, Kugeln einer ersten Reihe,
die zwischen die erste und die zweite Nut gelegt sind, einen über den
Abschnitt mit kleinerem Durchmesser gesetzten inneren Laufring,
eine um eine äußere Umfangsfläche des
inneren Laufrings gebildete dritte Rollkontaktnut, eine an der inneren
Umfangsfläche
der ersten Buchse gebildete vierte Rollkontaktnut, derart, dass
sie der dritten Rollkontaktnut entspricht, und Kugeln einer zweiten
Reihe, die zwischen die dritte und die vierte Nut gelegt sind.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gebläse zu schaffen,
enthaltend einen Lageraufbau, bei dem die Anzahl der Bauteile reduziert ist,
die Herstellungskosten vermindert werden können und der Wellendurchmesser
gesteigert werden kann. Der Lageraufbau gemäß vorliegender Erfindung hat
eine gute Dauerhaftigkeit, beseitigt oder vermindert die Laufungleichmäßigkeit
und bietet eine herausragende Laufruhe.
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Diese
und weitere Aufgaben werden durch ein Gebläse gemäß Anspruch 1 gelöst, das
ein Laufrad hat, das dafür
geeignet ist, sich beim Einschalten des Gebläses zu drehen, umfassend:
eine
Lagereinrichtung zum Tragen eines zentralen Drehabschnitts des Laufrades,
wobei die Lagereinrichtung enthält;
eine
Buchse,
eine abgestufte Welle, die einen Abschnitt mit einem größeren Durchmesser
und einen Abschnitt mit einem kleineren Durchmesser, der an einem
Ende der abgestuften Welle angeordnet ist, aufweist,
eine erste
Rollkontaktnut, die an einer geeigneten Stelle um die Außenumfangsfläche des
Abschnitts mit dem größeren Durchmesser
herum ausgebildet ist,
eine zweite Rollkontaktnut, die an einer
Innenumfangsfläche
der Buchse dergestalt ausgebildet ist, dass sie auf die erste Rollkontaktnut
ausgerichtet ist,
Kugeln einer ersten Reihe, die zwischen der
ersten und der zweiten Nut angeordnet sind,
einen inneren Laufring,
der über
den Abschnitt mit dem kleineren Durchmesser geschoben ist und mit einer
geeigneten Vorspannungskraft daran befestigt ist,
eine dritte
Rollkontaktnut, die entlang einer Außenumfangsfläche des
inneren Laufrings ausgebildet ist,
eine vierte Rollkontaktnut,
die an der Innenumfangsfläche
der Buchse dergestalt ausgebildet ist, dass sie auf die dritte Rollkontaktnut
ausgerichtet ist, und
Kugeln einer zweiten Reihe, die zwischen
der dritten und der vierten Nut angeordnet sind.
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Das
Gebläse
gemäß Anspruch
3 enthält
einen
Rahmen, der ein Basisteil enthält,
das über Streben
dergestalt mit dem Rahmen verbunden ist, dass es im zentralen Abschnitt
des Rahmens angeordnet ist,
ein zylindrisches Lagerelement,
das einstückig
mit dem Basisteil dergestalt ausgebildet ist, dass es sich von ihm
ausgehend nach vorn erstreckt,
einen Stator, der einen Eisenkern
und eine Spule enthält
und auf der Außenseite
des zylindrischen Lagerelements angebracht ist,
ein Laufrad,
das eine vorderseitige Platte, einen Flansch, der über dem
Außenumfang
der vorderseitigen Platte ausgebildet ist, und eine zweckmäßige Anzahl
von Blättern
enthält,
die am Außenumfang des
Flansches angeordnet sind,
ein Joch, das eine vorderseitige
Platte, an der die vorderseitige Platte des Laufrades befestigt
ist, einen Flansch, der über
dem Außenumfang
der vorderseitigen Platte ausgebildet ist, und einen Magneten oder Magnete
enthält,
die an seinem Flansch angebracht sind, und
eine Lagereinrichtung
zum Tragen eines zentralen Abschnitts des Jochs durch eine Welle
der Lagereinrichtung, woran der zentrale Abschnitt des Jochs angebracht
und befestigt ist, wobei die Lagereinrichtung enthält:
eine
Buchse,
eine abgestufte Welle, die einen Abschnitt mit einem größeren Durchmesser
und einen Abschnitt mit einem kleineren Durchmesser, der an einem
Ende der abgestuften Welle angeordnet ist, aufweist,
eine erste
Rollkontaktnut, die an einer geeigneten Stelle um die Außenumfangsfläche des
Abschnitts mit dem größeren Durchmesser
herum ausgebildet ist,
eine zweite Rollkontaktnut, die an einer
Innenumfangsfläche
der Buchse dergestalt ausgebildet ist, dass sie auf die erste Rollkontaktnut
ausgerichtet ist,
Kugeln einer ersten Reihe, die zwischen der
ersten und der zweiten Nut angeordnet sind,
einen inneren Laufring,
der über
den Abschnitt mit dem kleineren Durchmesser geschoben ist und mit einer
geeigneten Vorspannungskraft daran befestigt ist,
eine dritte
Rollkontaktnut, die entlang einer Außenumfangsfläche des
inneren Laufrings ausgebildet ist,
eine vierte Rollkontaktnut,
die an der Innenumfangsfläche
der Buchse dergestalt ausgebildet ist, dass sie auf die dritte Rollkontaktnut
ausgerichtet ist, und
Kugeln einer zweiten Reihe, die zwischen
der dritten und der vierten Nut angeordnet sind.
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Das
Gebläse
gemäß Anspruch
4 enthält
einen
Rahmen, der ein Basisteil enthält,
das über Streben
dergestalt mit dem Rahmen verbunden ist, dass es im zentralen Abschnitt
des Rahmens angeordnet ist,
ein zylindrisches Lagerelement,
das einstückig
mit dem Basisteil dergestalt ausgebildet ist, dass es sich von ihm
ausgehend nach vorn erstreckt,
einen Stator, der einen Eisenkern
und eine Spule enthält
und auf der Außenseite
des zylindrischen Lagerelements angebracht ist,
ein Laufrad,
das eine vorderseitige Platte, einen Flansch, der über dem
Außenumfang
der vorderseitigen Platte ausgebildet ist, und eine zweckmäßige Anzahl
von Blättern
enthält,
die am Außenumfang des
Flansches angeordnet sind,
ein Joch, das eine vorderseitige
Platte, an der die vorderseitige Platte des Laufrades befestigt
ist, einen Flansch, der über
dem Außenumfang
der vorderseitigen Platte ausgebildet ist, und einen Magneten oder Magnete
enthält,
die an seinem Flansch angebracht sind, und
eine Lagereinrichtung
zum Tragen eines zentralen Abschnitts des Jochs durch eine Buchse
der Lagereinrichtung, woran der zentrale Abschnitt des Jochs angebracht
und befestigt ist, wobei die Lagereinrichtung enthält:
eine
Buchse
eine abgestufte Welle, die einen Abschnitt mit einem größeren Durchmesser
und einen Abschnitt mit einem kleineren Durchmesser, der an einem
Ende der abgestuften Welle angeordnet ist, aufweist,
eine erste
Rollkontaktnut, die an einer geeigneten Stelle um die Außenumfangsfläche des
Abschnitts mit dem größeren Durchmesser
herum ausgebildet ist,
eine zweite Rollkontaktnut, die an einer
Innenumfangsfläche
der Buchse dergestalt ausgebildet ist, dass sie auf die erste Rollkontaktnut
ausgerichtet ist, Kugeln einer ersten Reihe, die zwischen der ersten und
der zweiten Nut angeordnet sind,
einen inneren Laufring, der über den
Abschnitt mit dem kleineren Durchmesser geschoben ist und mit einer
geeigneten Vorspannungskraft daran befestigt ist,
eine dritte
Rollkontaktnut, die entlang einer Außenumfangsfläche des
inneren Laufrings ausgebildet ist,
eine vierte Rollkontaktnut,
die an der Innenumfangsfläche
der Buchse dergestalt ausgebildet ist, dass sie auf die dritte Rollkontaktnut
ausgerichtet ist, und
Kugeln einer zweiten Reihe, die zwischen
der dritten und der vierten Nut angeordnet sind.
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Das
Gebläse
gemäß Anspruch
5 enthält
einen
Rahmen, der ein Basisteil enthält,
das über Streben
dergestalt mit dem Rahmen verbunden ist, dass es im zentralen Abschnitt
des Rahmens angeordnet ist,
ein zylindrisches Lagerelement,
das einstückig
mit dem Basisteil dergestalt ausgebildet ist, dass es sich von ihm
ausgehend nach vorn erstreckt,
einen Stator, der einen Eisenkern
und eine Spule enthält
und auf der Außenseite
des zylindrischen Lagerelements angebracht ist,
ein Laufrad,
das eine vorderseitige Platte, einen Flansch, der über dem
Außenumfang
der vorderseitigen Platte ausgebildet ist, und eine zweckmäßige Anzahl
von Blättern
enthält,
die am Außenumfang des
Flansches angeordnet sind,
ein Joch, das eine vorderseitige
Platte, an der die vorderseitige Platte des Laufrades befestigt
ist, einen Flansch, der über
dem Außenumfang
der vorderseitigen Platte ausgebildet ist, und einen Magneten oder Magnete
enthält,
die an seinem Flansch angebracht sind, und
eine Lagereinrichtung
zum Tragen eines zentralen Abschnitts des Jochs durch eine Buchse
der Lagereinrichtung, woran der zentrale Abschnitt des Jochs angebracht
und befestigt ist, wobei die Lagereinrichtung enthält;
eine
Buchse,
eine abgestufte Welle, die einen Abschnitt mit einem größeren Durchmesser
und einen Abschnitt mit einem kleineren Durchmesser, der an einem
Ende der abgestuften Welle angeordnet ist, aufweist,
eine erste
Rollkontaktnut, die an einer geeigneten Stelle um die Außenumfangsfläche des
Abschnitts mit dem größeren Durchmesser
herum ausgebildet ist,
eine zweite Rollkontaktnut, die an einer
Innenumfangsfläche
der Buchse dergestalt ausgebildet ist, dass sie auf die erste Rollkontaktnut
ausgerichtet ist,
Kugeln einer ersten Reihe, die zwischen der
ersten und der zweiten Nut angeordnet sind,
einen inneren Laufring,
der über
den Abschnitt mit dem kleineren Durchmesser geschoben ist und mit einer
geeigneten Vorspannungskraft daran befestigt ist,
eine dritte
Rollkontaktnut, die entlang einer Außenumfangsfläche des
inneren Laufrings ausgebildet ist,
eine vierte Rollkontaktnut,
die an der Innenumfangsfläche
der Buchse dergestalt ausgebildet ist, dass sie auf die dritte Rollkontaktnut
ausgerichtet ist, und
Kugeln einer zweiten Reihe, die zwischen
der dritten und der vierten Nut angeordnet sind, wobei
die
Lagereinrichtung in dem zylindrischen Lagerelement dergestalt angeordnet
ist, dass die Buchse um die Achse der Lagereinrichtung herum gedreht
werden kann und das Ende der Welle an dem Basisteil befestigt ist.
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Das
Gebläse
gemäß Anspruch
6 enthält
einen
Rahmen, der ein Basisteil enthält,
das über Streben
dergestalt mit dem Rahmen verbunden ist, dass es im zentralen Abschnitt
des Rahmens angeordnet ist,
einen Stator, der einen Eisenkern
und eine Spule enthält
und an der Innenumfangsfläche
eines Flansches angebracht ist, der sich von einem Außenumfang
des Basisteils ausgehend nach vorn erstreckt,
ein Laufrad,
das eine vorderseitige Platte, einen Flansch, der über dem
Außenumfang
der vorderseitigen Platte ausgebildet ist, und eine zweckmäßige Anzahl
von Blättern
enthält,
die am Außenumfang des
Flansches angeordnet sind,
eine Lagereinrichtung zum Tragen
eines zentralen Abschnitts einer Tragplatte, die an der Rückseite
der vorderseitigen Platte angebracht ist, wobei die Lagereinrichtung
enthält:
eine
Buchse, an der der zentrale Abschnitt der Tragplatte angebracht
und befestigt ist,
eine abgestufte Welle, die einen Abschnitt
mit einem größeren Durchmesser
und einen Abschnitt mit einem kleineren Durchmesser, der an einem
Ende der abgestuften Welle angeordnet ist, aufweist,
eine erste
Rollkontaktnut, die an einer geeigneten Stelle um die Außenumfangsfläche des
Abschnitts mit dem größeren Durchmesser
herum ausgebildet ist,
eine zweite Rollkontaktnut, die an einer
Innenumfangsfläche
der Buchse dergestalt ausgebildet ist, dass sie auf die erste Rollkontaktnut
ausgerichtet ist,
Kugeln einer ersten Reihe, die zwischen der
ersten und der zweiten Nut angeordnet sind,
einen inneren Laufring,
der über
den Abschnitt mit dem kleineren Durchmesser geschoben ist und mit einer
geeigneten Vorspannungskraft daran befestigt ist,
eine dritte
Rollkontaktnut, die entlang einer Außenumfangsfläche des
inneren Laufrings ausgebildet ist,
eine vierte Rollkontaktnut,
die an der Innenumfangsfläche
der Buchse dergestalt ausgebildet ist, dass sie auf die dritte Rollkontaktnut
ausgerichtet ist, und
Kugeln einer zweiten Reihe, die zwischen
der dritten und der vierten Nut angeordnet sind, wobei
die
Außenseite
der Buchse der Lagereinrichtung mit einem zylindrischen Joch versehen
ist, an dem ein Magnet oder Magnete angeordnet sind, die auf die Spule
des Stators ausgerichtet sind, und das Ende der Welle an dem Basisteil
befestigt ist.
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In
dem Gebläse
gemäß Anspruch
7 sind die Kugeln für
die erste und die zweite Reihe nach einem der Ansprüche 1 bis
6 aus Keramikmaterial hergestellt.
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In
dem Gebläse
gemäß Anspruch
8 ist der Außendurchmesser
des inneren Laufrings nach einem der Ansprüche 1 bis 7 gleich demjenigen
des Wellenabschnitts mit dem größeren Durchmesser und
der Durchmesser der Kugeln der ersten Reihe ist gleich demjenigen
der Kugeln der zweiten Reihe.
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Weitere
Merkmale der vorliegenden Erfindung werden dem Durchschnittsfachmann
des Fachgebiets, zu dem die vorliegende Erfindung gehört, aus
dem Studium der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die
beiliegenden Zeichnungen deutlich.
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1 ist
eine Vorderansicht, die die erste Ausführungsform des Gebläses gemäß vorliegender Erfindung
zeigt;
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2 ist
eine Rückansicht,
die die erste Ausführungsform
des Gebläses
gemäß vorliegender
Erfindung zeigt;
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3 ist
eine Längsschnittansicht,
die die erste Ausführungsform
des Gebläses
gemäß vorliegender
Erfindung zeigt;
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4 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht,
die die Lagereinrichtung des Gebläses gemäß vorliegender Erfindung zeigt;
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5 ist
eine Längsschnittansicht,
die die zweite Ausführungsform
des Gebläses
gemäß vorliegender
Erfindung zeigt;
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6 ist
eine Längsschnittansicht,
die die dritte Ausführungsform
des Gebläses
gemäß vorliegender
Erfindung zeigt;
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7 ist
eine Längsschnittansicht,
die die vierte Ausführungsform
des Gebläses
gemäß vorliegender
Erfindung zeigt;
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8 ist
eine Längsschnittansicht,
die ein Beispiel des Gebläses
nach dem Stand der Technik zeigt; und
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9 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht,
die die Lagereinrichtung des Gebläses nach dem Stand der Technik
zeigt.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
gemäß vorliegender
Erfindung werden nachfolgend unter Bezug die beigefügten Zeichnungen
beschrieben.
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Erste Ausführungsform
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Das
Gebläse
gemäß dieser
Ausführungsform
entspricht der Bauart mit umlaufender Welle. Der Rahmen des Gebläsekörpers ist
in 1–3 mit
Bezugszeichen 1 bezeichnet. Der Rahmen ist vorzugsweise
aus Kunstharz hergestellt.
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Ein
Basisteil 3 ist durch einige Streben 2 von dem
Rahmen gehaltert, mit dem es einstückig gebildet ist. Der äußere Umfang
der Basis 3 ist mit einem nach vorne vorspringenden Flansch 3a versehen, der
eine drehbare flache zylindrische Konfiguration bildet.
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Das
Basisteil hat ebenfalls ein nach vorne vorspringendes zylindrisches
Lagerelement 4, das einstückig damit gebildet ist. Ein
Stator 5, der einen Eisenkern 5a und eine Spule 5b umfasst,
ist um die Außenfläche des
Lagerelements 4 vorgesehen. Eine als äußerer Laufring des Lagers dienende
Buchse 6 ist mit Klebstoff im Inneren des Lagerelements 4 befestigt.
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Eine
durch die nachfolgend beschriebene Lagereinrichtung gelagerte Welle 7 ist
in der Buchse 6 angeordnet. Ein Joch 8 ist an
dem distalen Ende der Welle, das durch die Buchse 6 vorspringt,
mittels einer zentralen Öffnung
befestigt, die durch eine vorderseitige Platte 8a einer
Nabe 8c desselben vorgesehen ist.
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Das
Joch 8 hat an seinem Außenumfang einen nach hinten
verlaufenden Flansch 8b, an dessen Innenseite ein Magnet
oder Magnete 9 auf den Stator 5 ausgerichtet vorgesehen
sind.
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Die
vorderseitige Platte 8a des Joches 8 ist durch
eine beliebige bekannte Einrichtung, wie z. B. Nieten 12,
an einer vorderseitigen Platte 10a eines Laufrades 10 befestigt,
das an seinem Umfang einen nach hinten verlaufenden Flansch 10b hat.
Das Laufrad 10 enthält
eine zweckmäßige Anzahl
von Blättern 11,
die am Außenumfang
des Flansches befestigt sind.
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Bezugszeichen 13 bezeichnet
eine Schaltungsplatine, die an ihren Anschlüssen an die Spulen des Stators angeschlossen
ist. Die Schaltungsplatine ist mit Maschinenschrauben 15 an
einem Eisenkernhalter 14 des Stators befestigt. Bezugszeichen 16 bezeichnet
Zuleitungen zu der Schaltungsplatine und Bezugszeichen 24 bezeichnet
den Raum, in dem die elektrischen Bauelemente unterzubringen sind.
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Bezugszeichen 25 bezeichnet
eine staubdichte Scheibe aus Harzmaterial, die um den äußeren Umfang
der Welle 7 aufgesetzt ist. Die Scheibe dient dazu, zu
verhindern, dass Staub durch den zwischen der Buchse 6 und
der Welle 7 gebildeten Spalt in die Lagereinrichtung wandert.
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In
dem Gebläse
mit der vorstehend beschriebenen Anordnung wird dadurch, dass die
Spule des Stators mit Energie versorgt wird, das Joch 8 und
damit das mit dem Joch verbundene Laufrad 10 in Umdrehung
versetzt, um durch die Blätter
einen Luftsog zu erzeugen.
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Die
vorlegende Erfindung betrifft jedoch insbesondere den Aufbau der
Lagereinrichtung zum Lagern der welle. In diesem Zusammenhang wird
nachfolgend der Aufbau der Lagereinrichtung im Detail unter Bezug
auf 4 beschrieben.
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Die
Welle 7 ist eine abgestufte Welle, die einen Abschnitt 7a mit
einem größeren Durchmesser und
einen Abschnitt 7b mit einem kleineren Durchmesser umfasst,
der an einem Ende der Welle angeordnet ist. Eine erste Rollkontaktnut 17a ist
um den Außenumfang
des Abschnitts mit einem größeren Durchmesser
an einer geeigneten Position gebildet. Eine zweite Rollkontaktnut 17b ist
an der inneren Umfangsfläche
der Buchse 6 in der Weise gebildet, dass sie der ersten
Rollkontaktnut 17a gegenüberliegt. Mehrere Kugeln 18a aus
Metall- oder Keramikmaterial für
die erste Reihe sind zwischen den beiden Nuten 17a, 17b eingesetzt.
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Ein
innerer Laufring 19 ist über den Wellenabschnitt mit
einem kleineren Durchmesser geschoben und an diesem befestigt. Eine
dritte Rollkontaktnut 20a ist um die Außenumfangsfläche des
inneren Laufrings gebildet. Eine vierte Rollkontaktnut 20b ist an
der inneren Umfangsfläche
der Buchse in der Weise gebildet, dass sie der dritten Rollkontaktnut 20a gegenüberliegt.
Mehrere Kugeln 18b aus Stahl- oder Keramikmaterial für die zweite
Reihe sind zwischen den beiden Nuten 20a, 20b eingesetzt.
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Die
Kugeln 18a, 18b haben den gleichen Durchmesser.
Die Kugeln aus Keramikmaterial haben eine höhere Härte und eine gute Abriebbeständigkeit
und Dauerhaftigkeit.
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Die
Länge des
Wellenabschnitts 7b mit einem kleineren Durchmesser ist
im wesentlichen gleich der Breite des inneren Laufrings 19,
so dass der wesentliche Teil der Welle von dem Abschnitt mit einem
größeren Durchmesser
eingenommen wird.
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Der
Montagevorgang der Lagereinrichtung wird in folgenden Schritten
durchgeführt:
mehrere Kugeln 18a werden zwischen der um die Welle gebildeten
ersten Rollkontaktnut 17a und der innerhalb der Buchse
gebildeten zweiten Rollkontaktnut 17b angeordnet, mehrere
Kugeln 18b werden zwischen der um den inneren Laufring
gebildeten dritten Rollkontaktnut 20a und der innerhalb
der Buchse gebildeten vierten Rollkontaktnut 20b angeordnet,
die Vorspannkraft wird an die äußere Stirnfläche des
inneren Laufrings 19 parallel zur Wellenachse angelegt (der
Vorspannvorgang kann durch Aufstellen der Lagereinrichtung und anschließendes Aufsetzen
eines Gewichts auf den inneren Laufring bewirkt werden) und anschließend wird
der innere Laufring mit einem geeigneten Klebstoff mit dem Abschnitt 7b mit
einem kleineren Durchmesser verklebt.
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Der
Befestigungsvorgang des inneren Laufrings an der Welle kann auch
durch Presspassung oder Übergangspassung
erfolgen.
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Das
Gebläse
gemäß der ersten
Ausführungsform
kann ohne weiteres mit den folgenden Schritten montiert werden:
Anbringen des Stators 5 an dem zylindrischen Lagerelement 4 des
Basisteiles 3, Aufsetzen oder Befestigen der zentralen
Nabe 8c des Joches 8, um welche das Laufrad 10 einstückig mit
diesem verbunden ist, auf die bzw. an der Welle 7 der wie
vorstehend beschrieben montierten Lagereinrichtung, und anschließend Einsetzen
der Buchse 6 der Lagereinrichtung in das zylindrische Lagerelement 4 und
Verkleben desselben mit dieser.
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Wie
aus den vorstehenden Ausführungen
ersichtlich ist, erfordert das montierte Gebläse kein herkömmliches
Kugellager, das sowohl einen inneren als auch einen äußeren Laufring
umfasst, sodass der Durchmesser des Wellenabschnitts 7a mit
einem größeren Durchmesser
um die Summe der Dicke des inneren und des äußeren Laufrings des Kugellagers vergrößert werden
kann und der Durchmesser des Wellenabschnitts 7b mit einem
kleineren Durchmesser ebenfalls um die Dicke des äußeren Laufrings des
Kugellagers vergrößert werden
kann, d. h. dass allgemein eine dicke Welle verwendet werden kann.
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Entsprechend
kann eine Welle mit hoher Steifigkeit, guter Dauerhaftigkeit und
begrenzter Laufungleichmäßigkeit
sowie guter Laufruhe verwendet werden.
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Obgleich
die Lagereinrichtung gemäß vorliegender
Erfindung eine doppelreihige Lagereinrichtung ist, ist es nicht
erforderlich, ein Kugellagerpaar zu verwenden. Der Grund dafür liegt
darin, dass die einzelne Buchse, auf deren innerer Umfangsfläche die
zweite und die vierte Rollkontaktnut gebildet sind, als äußere Laufringe
der Kugellager dient.
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Mit
anderen Worten ist es nicht erforderlich, zwei äußere Laufringe der Lager abgesehen
von der Buchse zu verwenden, und nur ein innerer Laufring ist auf
dem Wellenabschnitt mit dem kleineren Durchmesser erforderlich.
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Ferner
sind ein Anschlagring zum Halten des inneren Laufrings sowie eine
Vorspannfeder ebenfalls nicht erforderlich, sodass die Anzahl der
Bauteile der Lagereinrichtung vermindert werden kann.
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Der
schwierige und mühsame
Arbeitsvorgang, der zum Einsetzen der Vorspannfeder in den kleinen
Raum erforderlich ist, kann vermieden werden, da keine Vorspannfeder
benötigt
wird.
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Zweite Ausführungsform
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Das
Gebläse
gemäß dieser
Ausführungsform
entspricht ebenfalls der Bauart mit umlaufender Welle und hat im
wesentlichen den gleichen Aufbau wie die erste Ausführungsform.
Die Unterschiede zwischen der ersten und der zweiten Ausführungsform
sind, dass das zylindrische Lagerelement 4 eine reduzierte
Länge hat
und dass der Eisenkern 5a des Stators 5 direkt
um die Buchse 6 vorgesehen ist.
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Dritte Ausführungsform
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Das
Gebläse
gemäß dieser
Ausführungsform
entspricht der Bauart mit umlaufender Buchse, bei der die Welle
feststehend ist. Das Gebläse
gemäß dieser
Ausführungsform
wird nachfolgend im Detail unter Bezug auf 6 beschrieben.
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Der
Rahmen 1 hat im wesentlichen den gleichen Aufbau wie derjenige
der ersten Ausführungsform
und enthält
das an dem zentralen Abschnitt des Rahmens positionierte Basisteil 3.
Das Basisteil 3 hat das einstückig mit diesem gebildete zylindrische
Lagerelement 4, das von diesem nach vorne (d. h. in 6 nach
links) vorragt. Der Stator mit dem Eisenkern 5a und der
Spule 5b ist an der Außenfläche des zylindrischen
Lagerelements 4 angebracht.
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Die
Lagereinrichtung, die die Buchse 6, die Welle 7,
den inneren Laufring 19 und zwischen diesen angeordnete
Kugeln 18a, 18b umfasst, ist so ausgelegt, dass
sie in das zylindrische Lagerelement 4 eingeführt werden
kann, wie 6 zeigt. In dieser Anordnung
ist der Abschnitt 7a mit größerem Durchmesser in einen
Ansatz 22 des Basisteils 3 eingeführt und
dann mittels einer Maschinenschraube 21 befestigt. Der
Außendurchmesser
der Buchse 6 ist kleiner als der Innendurchmesser des Elements 4,
sodass es innerhalb des Elements 4 umlaufen kann.
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Der
vordere Endabschnitt der Buchse 6 ist so ausgelegt, dass
er durch eine zentrale Öffnung,
die durch die vorderseitige Platte 8a des Joches 8 vorgesehen
ist, in die Nabe 8c eingeführt werden kann und daran befestigt
werden kann. Das Joch 18 hat an seinem Umfang den nach
hinten (d. h. in 6 nach rechts) verlaufenden
Flansch 8b, an dessen Innenfläche der Magnet oder die Magnete 9 auf
den Stator 5 ausgerichtet vorgesehen sind.
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Die
vorderseitige Platte 8a des Joches 8 wird durch
eine beliebige bekannte Einrichtung, wie z. B. Nieten 12,
an der vorderseitigen Platte 10a des Laufrades 10 befestigt,
das an seinem Umfang den nach hinten verlaufenden Flansch 10b hat.
Das Laufrad 10 umfasst eine geeignete Anzahl von Blättern 11,
die am Außenumfang
des Flansches befestigt sind.
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In
dem Gebläse
mit der vorstehend beschriebenen Anordnung wird dann, wenn die Spule
des Stators mit Energie versorgt wird, das Joch 8 zusammen
mit der Buchse und somit das mit dem Joch verbundene Laufrad in
Umdrehung versetzt, um einen Luftsog durch die Blätter 11 zu
erzeugen.
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Das
Gebläse
gemäß dieser
Ausführungsform
kann ohne weiteres in folgenden Schritten montiert werden: Anbringen
des Stators 5 an dem zylindrischen Lagerelement 4 des
Basisteils 3, Einsetzen der Buchse 6 der Lagereinrichtung
in die Nabe 8c des Joches und Befestigen derselben, Einführen der Buchse 6 der
Lagereinrichtung in das zylindrische Lagerelement 4 des
Basisteils 3 und Befestigen des hinteren Endes der welle
an dem Ansatz 22 des Basisteils mittels der Maschinenschraube 21.
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Vierte Ausführungsform
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Das
Gebläse
gemäß dieser
Ausführungsform
entspricht der Bauart mit umlaufender Buchse, bei der die Welle
feststehend ist. Das Gebläse
gemäß dieser
Ausführungsform
wird nachfolgend im Detail unter Bezug auf 7 beschrieben.
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Die
Unterschiede zwischen der dritten und der vierten Ausführungsform
liegen darin, dass das Basisteil 3 kein zylindrisches Lagerelement
aufweist, das Joch ein zylindrisches Element ist und der Stator 5 an
dem Basisteil befestigt ist.
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Das
Gebläse
umfasst den an der inneren Umfangsfläche des Flansches 3a,
der von dem Basisteil 3 nach vorne verläuft, befestigten Stator und einen
Magneten oder Magnete 9, die auf dem ringförmigen Joch 8 verbunden
sind und an die Außenseite der
Buchse der Lagereinrichtung aus 4 angepasst
und an dieser befestigt sind. Der Magnet oder die Magnete 9 sind
von der inneren Umfangsfläche des
Stators 5 beabstandet.
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Der
vordere Endabschnitt der Buchse 6 ist so ausgelegt, dass
er durch eine zentrale Öffnung,
die durch eine Tragplatte 23 vorgesehen ist, in eine Nabe 23a eingeführt wird
und daran befestigt wird. Die Tragplatte 23 ist durch eine
beliebige bekannte Einrichtung, wie z. B. Nieten 12, an
dem vorderen Plattenabschnitt 10a des Laufrades 10 befestigt.
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In
dem Gebläse
mit der vorstehend beschriebenen Anordnung wird dann, wenn die Spule
des Stators mit Energie versorgt wird, das Joch 8 zusammen
mit der Buchse 6 und damit das mit der Buchse durch die
Tragplatte 23 verbundene Laufrad 10 in Umdrehung
versetzt, um so einen Luftsog durch die Blätter 11 zu schaffen.
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Das
Gebläse
gemäß dieser
Ausführungsform
kann ohne weiteres in folgenden Schritten montiert werden: Anbringen
des Stators 5 an dem Flansch 3a des Basisteils 3,
Einpassen der Buchse 6 in die Nabe 23a der Tragplatte 23,
die fest mit dem Laufrad 10 verbunden ist, Montieren des
Joches 8 und des Magneten oder der Magnete 9 an
der Buchse 6, um eine Lagereinrichtung zu bilden, Einführen der
auf diese Weise erhaltenen Lagereinrichtung in den Stator 5 und
Befestigen des unteren Endes der Welle an dem Ansatz 22 des
Basisteils 3 mittels der Maschinenschraube 21.
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Wie
aus den vorstehenden Ausführungen
ersichtlich ist, erfordert die Lagereinrichtung des Gebläses gemäß vorliegender
Erfindung kein herkömmliches
Kugellager, das sowohl einen inneren als auch einen äußeren Laufring
umfasst, sodass der Durchmesser des Wellenabschnitts mit dem größeren Durchmesser
um die Summe der Dicke des inneren und des äußeren Laufrings des Kugellagers
vergrößert werden
kann und der Durchmesser des Wellenabschnitts mit dem kleineren
Durchmesser ebenfalls um die Dicke des äußeren Laufrings des Kugellagers vergrößert werden
kann, d. h. eine allgemein dicke Welle verwendet werden kann.
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Demgemäß kann eine
Welle mit hoher Steifigkeit, guter Dauerhaftigkeit und mit beschränkter Laufungleichmäßigkeit
und guter Laufruhe verwendet werden.
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Obgleich
die Lagereinrichtung gemäß vorliegender
Erfindung eine doppelreihige Lagereinrichtung ist, ist es nicht
erforderlich, ein Kugellagerpaar zu verwenden. Der Grund dafür liegt
darin, dass die einzelne Buchse, auf deren innerer Umfangsfläche die
zweite und die vierte Rollkontaktnut gebildet sind, als äußere Laufringe
der Kugellager dient.
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Mit
anderen Worten ist es nicht erforderlich, zwei äußere Laufringe der Lager abgesehen
von der Buchse zu verwenden, und nur ein innerer Laufring ist auf
dem Wellenabschnitt mit dem kleineren Durchmesser erforderlich.
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Ferner
sind ein Anschlagring zum Halten des inneren Laufrings sowie eine
Vorspannfeder ebenfalls nicht erforderlich, sodass die Anzahl der
Bauteile der Lagereinrichtung vermindert werden kann.
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Der
schwierige und mühsame
Arbeitsvorgang, der zum Einsetzen der Vorspannfeder in den kleinen
Raum erforderlich ist, kann vermieden werden, da keine Vorspannfeder
benötigt
wird.
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Die
Lagereinrichtung ist ein bereits fertiggestelltes Produkt, an das
ein geeignetes Maß an
Vorspannung angelegt ist, wenn das Laufrad in dem Rahmen montiert
werden soll. Demgemäß ist ein schwieriger
und mühsamer
Vorspannvorgang nicht mehr erforderlich, wenn das Laufrad an der
Lagereinrichtung montiert wird, sodass der Montagevorgang des Laufrades
rasch und einfach durchgeführt
werden kann.
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Ferner
ist es nicht erforderlich, an den inneren Abschnitten an beiden
Enden der Buchse, die auch als äußerer Laufring
dient, Abschnitte mit größerem Innendurchmesser
zu bilden, sodass der durch die Exzentrizität zwischen der Buchse und den Abschnitten
mit größerem Innendurchmesser
verursachte unrunde Lauf und die damit verbundene Geräuschentwicklung
vermieden werden können.
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Die
Lagereinrichtung nach dem Stand der Technik, in der die Buchse und
die Welle durch ein Kugellagerpaar gelagert sind, das zwischen diesen mit
einem Spalt eingesetzt ist, erzeugt Laufungleichmäßigkeiten
sowohl in radialer Richtung als auch in Schubrichtung und erzeugt
Vibrationen und/oder Geräusche.
Die Lagereinrichtung gemäß vorliegender Erfindung,
bei der der innere Laufring an dem Abschnitt mit dem kleineren Durchmesser
befestigt ist, Rollkontaktnuten an der Außenfläche der Welle und des inneren
Laufrings und der Innenfläche
der Buchse ausgebildet und Kugeln in diesen aufgenommen sind, lässt keine
Entstehung von Laufungleichmäßigkeiten
in radialer Richtung und Schubrichtung zu, sodass das Laufrad leise
laufen kann.
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Während bestimmte
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung dargestellt und beschrieben wurden, ist
für den
Durchschnittsfachmann offensichtlich, dass verschiedene Abänderungen
und Modifikationen durchgeführt
werden können,
ohne den Schutzumfang der Erfindung gemäß der Definition in den beigefügten Patentansprüchen zu
verlassen.