DE7823664U1

DE7823664U1 - Kompakter ventilator

Info

Publication number: DE7823664U1
Application number: DE19787823664U
Authority: DE
Original assignee: Papst Motoren GmbH and Co KG
Current assignee: Ebm Papst St Georgen GmbH and Co KG
Priority date: 1977-08-11
Filing date: 1978-08-08
Publication date: 1979-01-11
Also published as: DE2834651A1; CH619571A5; US4400140A

Description

PAPST-MOTOREIT KG-, Karl-Maier~Straße 1, 7742 St.. Georgen/

Schwarzwald

Kompakter Ventilator

Die Neuerung bezieht sich auf einen kompa,kten Ventilator mit einem koaxial zum Lüfterrad angeordneten Antriebsmotor und einem das Lüfterrad umgebenden Gehäuse.

Aus wirtschaftlichen Gründen haben solche vielfach bekannten Gebläse einen Antriebsmotor einfachster Bauart mit einer konzentrierten Wicklung, wobei im allgemeinen Pail auf den Polschenkein dieser Wicklung kräftige Kupferringe als sogenannte Spaltpolwicklung angeordnet sind. Dazu gehört normalerweise an Asynchron, d. h. mit Schlupf laufender Rotor, welcher meistens mit einer sogenannten Käfig-Kurζschlußwicklung versehen ist.

Spaltpolmotoren sind verhältnismäßig preiswert herzustellen, aber elektrisch und ökologisch nachteilig. Sie haben nicht nur einen schlechteren Wirkungsgrad, d. h. eine relativ hohe Leistungsaufnahme, sondern erzeugen im Betrieb auch ein stärkeres Geräusch durch die magnetischen Unsymmetrien im Motor«

Der !Teuerung liegt die Aufgabe zugrunde, die Erfordernisse: Wirtschaftlichkeit hinsichtlich optimaler Energieaufnahme als auch in der Fertigung in raumsparender Bauweise zu lösen.

Diese Aufgabe wird bei einem Ventilator der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Antriebsmotor zur Erzeugung einer Hilfsphase über einen Kondensator betrieben wird, der als Ring gewickelt ist und konzentrisch zur Motorwelle den Antriebsmotor außen umgibt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der kleinste Durchmesser des als Ring gewickelten Kondensators größer als der äußere Durchmesser des Lüfterrades; er ist vorzugsweise an dem das Lüfterrad umgebenden Teil des Gehäuses befestigt.

Die Neuerung und ihre Fortbildungen sind in den Ansprüchen gekennzeichnet und werden nachstehend in Verbindung mit den Ausführungsbeispiele darstellenden Figuren beschrieben.
Einander entsprechende Teile sind in den Figuren in gleicher Weise bezeichnet, wobei Varianten der Ausführungsform dieser Teile durch hinzugefügte Buchstaben gekennzeichnet sind.

Es zeigen:

Fig. 1 einen axialen Längsschnitt durch die obere Hälfte

eines erfindungsgemäß ausgebildeten Axialventilators mit Außenläufermotor und außen am Gehäuse angeordnetem Wickelkondensator, wobei der Schnitt auch durch die Befestigungselemente des Ventilatorgehäuses
geführt ist,

Fig. 2 eine Variante des Ausführungsbeispiels von Fig. 1

mit einem in die lichte Weite des Ventilatorgehäuses eingesetzten Kondensator,

Fig. 3 die obere Hälfte eines Schnittes durch einen Axialventilator mit einem Innenläufermotor,

Fig. 4 die untere Hälfte eines Schnittes durch eine Radialgebläse-Anordnung mit Innenläufermotor und mit
angedeuteter Luftführung.

In Fig. 1 besteht das Gehäuse 1 des Ventilators im wesentlichen aus einem hohl zylindrischen Teil 2 und radialen "Vorsprüngen 3 und 4. Diese Vorsprünge 3 und 4 enthalten Befestigungslöcher 5 und 6 und sind bei axialer Draufsicht am Umfang des Gehäuses gleichmäßig verteilt.

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Im Zentrum des hohlzylindrischen Teiles befindet sich eine Welle 7» die in an sich bekannter Weise an einem lager im Flansch 9 axial anläuft, der von radial verlaufenden Speichen 8 getragen wird. Am flansch 9 ist der Stator 10 "befestigt, welcher im wesentlichen aus dem Stator-Blechpaket 11 und der Wicklung 12 "besteht.

Der als sogenannter Außenrotor 14 ausgebildete Käfigläufer enthält ein Rotor-Blechpaket 15. Der Rotor 14 ist in bekannter Weise im Stator drehbar gelagert. Die Yentilatorflügel 20 siixd hier z. B. auf das Rotor-Blechpaket unmittelbar aufgeschweißt.

Der Kondensator 21 ist auf der Außenseite des hohlzylindrischen Teiles 2 des Gehäuses 1 angeordnet, hier bei der Ausführung nach Pig. 1 von außen zwischen die radial vorragenden Befestigungsvorsprünge 3, 4 ties Gehäuses aufgewikkelt. Der Kondensator besteht im wesentlichen aus streifenförmigen, sehr dünnen, einseitig mittels Kunststoffpapier oder dergleichen beschichteten Elektroden.

In vielen Fällen genügt es, wenn nur auf der Eintritts- oder Austrittsseite des Ventilators Vorsprünge angeordnet sind, also entweder nur die Vorsprünge 3 oder die Vorsprünge 4· In diesem Fall (oder wenn das Ventilatorgehäuse axial geteilt ist) kann der ringförmige Kondensator als selbständig auswechselbarer Bauteil von der Seite her auf die Außenseite des hohlzylindrischen Teiles 2 aufgeschoben werden.

Für einen allenfalls nötigen mechanischen Schutz wird eine stabile Deckschicht, z. B. ein Spannband, von außen oder innen an der freien Umfangsfläche des Kondensatorwickels vorgesehen.

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Gegen !Feuchtigkeitseinwirkung und zur Erzielung der gewünschten Isolation kann der als sogenannter Wickel ausgebildete Kondensator 21 imprägniert werden, z. B. unter Vakuum. Es kann aber auch eine lauchlackierung mit anschließendem Einbrennen oder eine Tränkung des Elektrodenträgers vorgesehen sein, wobei das Tränkmittel nach dem Wickeln des Kondensators in einiger Zeit austrocknet.

Unter Umständen können die Außenflächen des Kondensatorwickels noch zusätzlich gedichtet oder isoliert werden.

Die Isolierung zwischen dem Gehäuse und dem Wickel geschieht z. B. durch Lackierung. Besonders vorteilhaft wäre bei einem Leichtmetallgehäuse aus Aluminium, die häufig verwendet, eine Eloxierung des Gehäuses. Die Eloxalschicht kann sogar gleichzeitig einen gewünschten Farbton haben, so daß eine Lackierung des Gehäuses überhaupt entfallen kann.

Dies ist aber nur eine wirtschaftlich günstige Lösung. Die Eloxalschicht kann auch als Grundierschicht für eine anschließende Lackierung dienen. Diese Lackierung kann z. B. nach dem Aufbringen des Kondensatorwiekels erfolgen und diesen gleichzeitig mit imprägnieren bzw. zusätzlich dichten.

Der Kondensator wird mit dem Motor durch elektrische Leitungen verbunden. Die Zuleitungen für den Motor werden entlang einer der Speichen 8 geführt. Vorteilhafterweise liegen die Sehaltanschlüsse des Kondensators im Bereich dieser Speiche, die die Motorzuleitung führt. Die elektrischen Anschlüsse des Ventilators liegen vorteilhaft in der Nähe des nächsten der Vorsprünge 3 oder 4.

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Bei der Ausfuhrungsform nach Fig.2 ist der als Ring vorgefertigte Kondensator 21^f von der Seite her in die lichte Weit des Gehäuses 1 eingesetzt, wobei er sich einseitig an eine Ringschulter 28 des nach innen ragenden Vorsprunges 27 abstützt. Diese Ringschulter 28 wird durch eine unstetige radia Erweiterung des Gehäuses 1 in Strömungsrichtung hinter dem ab gerundeten umlaufenden Einstromrand 29 gebildet. Die Luftströmung ist durch den Pfeil 30 angedeutet.

Fig.3 zeigt eine Ausführungsform eines Axialventilators mit Innenläufermotor und Kurzschlußkäfig. Der Stator 12A ist mittels einer Gießharzmasse 31, welche die stirnseitigen

\ Wickelköpfe 12· des Stators 1OA umgibt, gehaltert. Die Achse

7A sitzt fest in dem Flansch 9A.

Um diese Achse rotiert der Innenrotor 14tA, dessen Blechpaket 15A angedeutet ist. In dem vom Flansch 9A abgewandten Stirn-

ring 32 des Kurzschlußkäfigs ist ein Lüfterrad durch Schraubet befestigt. Dieses Lüfterrad ist einstückig mit den Ventilator· flügeln als Kunstßtoff-Spritzgußteil ausgebildet. Auf dem Auß

umfang des Stators 1OA befindet sich eine Isolierfolie 33 unc

darauf der Wickelkondensator 21A. Die glockenartige Nabe des

Lüfterrades überragt in axialer Richtung den Wickelkondensator 21A zum großen Teil.

Fig.k zeigt eine Anordnung mit einem Innenläufermotor, der ähnlich wie Fig.3 aufgebaut und gelagert ist. Jedoch ist der Stator 1OB über den zu einem topfartigen Gehäuse J>k verlänger ten Flansch 9B dadurch gehaltert, daß er bis zu einem Anschlag 35 in dieses topfartige Gehäuse eingesetzt ist. Auf dessen Außenfläche befindet sich der Wickelkondensator 21B und, fall: das Gehäuse 34 aus Metall besteht, unter Zwischenschaltung

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eines Isolierstreifens 33^f. Am Rotor ist ein einstückig mit
den VentilatortlügeIn 2OB ausgebildeter Kunststoff-Spritzgußteil a.l.s Nabe für das Laufrad befestigt. Die Ventilatorflügel 2OB sind als Radialschaufeln ausgebildet, welche bei Rotation die Luft von einer radial inneren Kante zum Austritt über die entsprechenden radial außen liegenden Kanten der Ventilatorflügel bewegen. Am topfartigen Gehäuse "bh ist eine strömungsgünstig im Einströmbereich angeordnete Ringschulter 28B so
ausgestaltet, daß der Kondensatorwickel dort auf Anschlag übe] die zylindrische Außenfläche des topfartigen Gehäuses 3^ geschoben werden kann. Bei den Ausführungsbeispielen der Figurei 2, 3 und k ist der Kondensatorwickel einer Kühlströmung ausge setzt, nämlich der geförderten Luft; in Grenzfällen kann dies von Vorteil sein.

Der Kondensator kann unter Umständen als Induktivität wirken, insbesondere wenn ein Außenläufermotor mit aufgeschweißten
Stahlblechflügeln, die in axialer Draufsicht den Ringraum
zwischen Motor und Gehäuse abdecken, vorgesehen ist. Für diesi Fall ist es in Weiterbildung der Neuerung vorgesehen, die
Elektrodenschichten des Ringwickels an nur einem Ende des auf gewickelten Streifens anzuschließen, da dieser dann quasi
bifilar gewickelt ist und auch eine "Eisenfüllung" der Konden satorwicklung nicht zu einer nennenswerten oder nachteilig
wirkenden Induktivität desselben führt.

Die durch die Neuerung mögliche große Windungslänge des
Kondensatorwickels macht nur relativ wenige Windungen für
eine bestimmte Kapazität nötig, was bei der Herstellung günst: im Hinblick auf die erforderliche Arbeitszeit ist.

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Wird der neuerungsgemäße kompakte Ventilator mit einem Kunst- } stoff-Ventilatorgehäuse versehen, dann ist dies günstig hinsichtlich der Isolationsvorschriften. Dies gilt auch für nichtmetallische Lüfterräder, falls diese außerdem angewendet | werden, dann in noch stärkerem Maß.

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Claims

S chutzansprüche

1. Kompakter Ventilator mit einem koaxial zum Lüfterrad angeordneten Antriebsmotor, der zur Erzeugung einer Hilfsphase über einen Kondensator betrieben wird, und einem das Lüfterrad umgebenden Gehäuse, dadurch gekennzeichnet , daß der Kondensator als Ring gewickelt ist und konzentrisch zur Motorwelle den Antriebsmotor außen umgibt.

2. Ventilator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kleinste Durchmesser des als Ring gewickelten Kondensators größer ist als der äußere Durchmesser des Lüfterrades (Fig.i und 2).

3. Ventilator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator das Flügelrad konzentrisch umgibt und an dem das Lüfterrad konzentrisch umgebenden Teil des Gehäuses (1), vorzugsweise mittels eines Spannbandes, be

festigt ist.

4. Ventilator nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die streifenartigen Elektroden des Kondensators (21) auf den Außenumfang des Gehäuses (1) des Ventilators aufgewickelt sind (Fig.i).

5. Ventilator nach einem der Ansprüche 1-3» dadurch gekennzeichnet, daß der Kondenstor (21') die Gestalt eines Ringe hat und auf der den Ventilatorflügeln (20) zugewendeten Innenseite des Gehäuses (1) befestigt ist (Fig.2).

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6. Ventilator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß er als Axialventilator ausgebildet ist und das Gehäuse auf der Einströmseite einen nach innen ragenden, Torzugsweise ringförmig ausgebildeten Vorsprung (27) hat und der ringförmige Kondensator (21') auf der von der Einströmseite angewendeten Seite neben diesem Vorsprung angeordnet ist (Pig. 2).

7. Ventilator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser des ringförmigen Kondensators wenigstens ebenso groß, vorzugsweise größer ist als der Innendurchmesser des ringförmigen inneren G-ehäusevorsprunges auf der Einströmseite (Fig. 2).

8. Ventilator nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse für die beiden gleichsinnig gewickelten streifenförmigen Elektroden des als Ringwickel ausgebildeten Kondensators (21 bzw. 21', 21A, 21B) auf derselben Seite, bezogen auf die Wicklungsrichtung, angeordnet sind.

9. Ventilator nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die S ehaltanschlüsse für den Wickelkondensator im Bereich der Speiche liegen, an der die elektrische Zuleitung für den Motor befestigt ist.

10. Ventilator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Kondensator (21 bzw. 21', 21A, 21B) als selbständig auswechselbarer Bauteil ausgebildet und wahlweise auswechselbar befestigt ist.

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11. Ventilator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er als Axial-Ventilator ausge- _; bildet ist. '.

12. Ventilator nach einem derAnsprüche 1-11, dadurch gekenn-⁵ zeichnet, daß das Ventilatorgehäuse den Antriebsmotor im ganzen Bereich seiner axialen länge außen umgibt.

13· Ventilator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator überwiegend kreisförmig angeordnet ist.

14· Ventilator nach einem der Ansprüche 1 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator wenigstens angenähert in der Querschnittsform eines gleichseitigen Vielecks angeordnet ist.

15· Kompakter Ventilator nach einem der vorhergehenden Anspruch mit einem koaxial zum Lüfterrad angeordneten Antriebsmotor und einem das Lüfterrad umgebenden Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Erzeugung einer Hilfsphase mit kapazitiver Phasenverschiebung dienende Kondensator zur Motorwelle konzentrisch über dem äußeren Umfang des Stators eines Innenläufer-Antriebsmotors angeordnet ist (Pig. 3 und 4).

16. Ventilator nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, daß *■' der Kondensator auf dem äußeren Umfang des Blechpaketes des Stators angeordnet ist (Pig- 3) * \-

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17· Ventilator nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Kondensator (21B) auf der Außenseite des den Stator tragenden Motorgehäuses angeordnet ist, das auf der Einströmseite einen nach innen ragenden, vorzugsweise ringförmig ausgebildeten Yorsprung (27) hat und der ringförmige Kondensator (21') auf der von der Einströmseite abgesendeten Seite neben diesem Yorsprung angeordnet ist (Pig. 4).

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