EP1438512B1 - Vorrichtung zum einsatz in einer gebläseanordnung - Google Patents

Vorrichtung zum einsatz in einer gebläseanordnung Download PDF

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EP1438512B1
EP1438512B1 EP02772345A EP02772345A EP1438512B1 EP 1438512 B1 EP1438512 B1 EP 1438512B1 EP 02772345 A EP02772345 A EP 02772345A EP 02772345 A EP02772345 A EP 02772345A EP 1438512 B1 EP1438512 B1 EP 1438512B1
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European Patent Office
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seal according
approximately
fan
sealing ring
housing
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EP02772345A
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Thomas Seith
Diethard Görig
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BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/08—Sealings
    • F04D29/16—Sealings between pressure and suction sides
    • F04D29/161—Sealings between pressure and suction sides especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/162—Sealings between pressure and suction sides especially adapted for elastic fluid pumps of a centrifugal flow wheel

Definitions

  • the present invention relates to a seal for use in a blower assembly, in particular for use in a blower arrangement for a domestic appliance and a blower arrangement.
  • blower arrangements with an electric motor and a non-rotatably connected to a motor output shaft centrifugal impeller are known.
  • the centrifugal impeller is u.a. surrounded by a fan housing to form a directed air flow, which widens in a truncated cone from an inflow opening to the motor drive.
  • a seal for substantially filling an air gap between the Zentrifugalgebläserad and the inside of the fan housing is arranged to reduce
  • a seal according to the invention therefore provides that the seal is designed as a sealing ring and the sealing ring is connected out of the blower housing with a buffer member which sealingly surrounds the inflow opening.
  • a sealing ring is thus further arranged in the region of an inlet opening of the fan arrangement, which serves for sealing an air gap between a centrifugal fan wheel and an inner side of a fan housing.
  • this sealing ring is now formed extending out of the blower housing and connected to a buffer member which encloses the inflow opening as a bearing element. It is therefore according to the invention only a part available, which is limited to the region of the inlet opening of the fan assembly.
  • an outer contour of the buffer part of an inner contour of a sealed housing opening is adapted.
  • the buffer part also fulfills the tasks of fixing and sealing the fan assembly in a predetermined opening in addition to the task of a one-sided mounting of the fan assembly.
  • the material of the sealing ring is suitably formed in a mounting position on the blower housing for grinding by a centrifugal impeller.
  • a centrifugal impeller for details of grinding at this point, reference is made to the disclosure of DE 19717 154.
  • the material of the buffer part is elastic. So it is well suited for the above-mentioned tasks of storage, fixation and sealing.
  • the buffer member must not be applied in this form as a sealant that cures only on site on the blower housing.
  • the buffer part is tapered conically outside the inlet opening.
  • the insertion of the fan assembly is facilitated in a recording.
  • the sealing ring and the buffer member are formed as a one-piece body and also einstoffig. This significantly reduces manufacturing and assembly costs. Also simplifies installation, as will be described below with reference to an embodiment with reference to the drawings. Accordingly, the one-piece combination of sealing ring and buffer member is hereinafter referred to only as a seal body.
  • the material of the sealing body preferably has a hardness of about 40 to about 50 Shore. Furthermore, it has a strength of about 10 to about 20 N / mm 2 and / or an elasticity of about 40 to about 60% and preferably allows an elongation of about 150 to about 300%.
  • the material of the sealing body should be selected such that the values mentioned above remain maintained even after aging under the operating conditions in a floor care appliance with continuous vibration load and elevated temperatures.
  • the buffer part is provided with at least one recess for setting an elasticity deviating from the sealing ring.
  • These recesses are preferably provided in the form of approximately equidistant blind holes in the buffer member.
  • a seal according to the invention makes it easier to accommodate a fan assembly even in the cramped environment and the difficult installation conditions in the interior of a floor care appliance.
  • a new seal is created between the blower housing or a blower hood and the centrifugal blower wheel with an optimization of the blower power data, in particular by reducing the losses occurring.
  • the invention explained below with reference to an embodiment is particularly characterized by the fact that no separate components are required for the inner and outer sealing.
  • an individually adjustable compensation in the production of always occurring tolerances between fixed and rotating fan parts is created.
  • the storage and simultaneous fixation of a seal according to the invention by the buffer member also achieves a significant noise reduction. In this case, a choice of material in a wide range of parameters is possible, in particular the proposed design measures allow a largely independent adjustment of the spring stiffness of the sealing ring and the buffer member.
  • FIG. 1 is a sectional view taken along a longitudinal axis of a vacuum cleaner housing SG using a seal 1 according to the invention.
  • the vacuum cleaner housing SG is subdivided into an aspirated airflow L into a dust chamber SK, which is separated from a motor space MR by a partition wall TW with one or more filters F.
  • a Dunleittrichter LT is provided as a space-saving and flow-optimized adaptation of the air flow L for transfer into a blower G.
  • FIG. 2 In the enlarged detail of Figure 2, an area around a motor M in the engine compartment MR is shown. Arrows P1 and P2 identify two bearing points of the motor M in the engine compartment MR or in the air guide funnel LT of the partition wall TW and an opposite rear wall of the engine compartment MR. Here, on average, the shape of a seal according to the invention or of a sealing body 1 can also be seen, which serves as one of the two bearing points.
  • the sealing body 1 is arranged in the region of an inflow opening E by clamping on an edge region of a blower housing GG.
  • the seal body 1 forms a sealing ring 2 in the inflow opening E.
  • the seal body 1 then extends out of the inflow opening E and encloses the inflow opening E radially to form a buffer part 3.
  • the seal body 1 is closed to the dust chamber and adapted to an outer circumference U an inner diameter in the connection region of the Lucasleittrichters LT adapted ,
  • the blower with the engine M fixedly mounted thereon is sealingly arranged with the air guide funnel LT and thus on the partition wall TW to the dust space SR.
  • the seal body 1 shown in the figures of the drawing serves at the same time as a sealing ring 2 or as a seal between the blower housing GG and the centrifugal fan LR and also as a sealing mounting of the blower housing GG to the partition TW.
  • the buffer part 3 is used to compensate for tolerances and also reduces the noise that occurs during operation. In addition, vibrations and an oscillation tendency of the arrangement of blower G and motor M are reduced by a vote of a spring stiffness of the material in the region of the buffer part 3.
  • FIGS. 3 to 5 The structural measures taken to adjust and tune the spring stiffness of the buffer part 3 are shown in detail in FIGS. 3 to 5.
  • a radially extending recess 4 is provided for receiving the edge region of the blower housing GG at the inflow opening E.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dichtung zum Einsatz in einer Gebläseanordnung, insbesondere zum Einsatz in einer Gebläseanordnung für ein Haushaltgerät sowie eine Gebläseanordnung.
  • Unter den Begriff des Haushaltgerätes fallen u.a. Bodenpflegegeräte und Dunstabzugshauben. In den vorstehend beispielhaft genannten Haushaltgeräten werden Gebläseanordnungen eingesetzt, die über einen weiten Bereich einer jeweiligen Förderleistung einstellbar sind.
  • Aus der DE-21 09 409 A und der DE 197 17 154 sind Gebläseanordnungen mit einem Elektromotor und einem drehfest mit einer Motorabtriebswelle verbundenen Zentrifugalgebläserad bekannt. Bei derartigen Gebläseanordnungen ist das Zentrifugalgebläserad u.a. zur Ausbildung eines gerichteten Luftstroms von einem Gebläsegehäuse umgeben, das sich von einer Einströmöffnung her zu dem motorischen Antrieb kegelstumpfartig weitet. In der Einströmöffnung ist zur Verminderung von Rückströmverlusten und damit verbundener Leistungseinbußen der Gebläseanordnung eine Dichtung zum weitgehenden Ausfüllen eines Luftspaltes zwischen dem Zentrifugalgebläserad und der Innenseite des Gebläsegehäuses angeordnet.
  • Aus einem weiteren Stand der Technik gemäß DE 198 55 905 A1 ist bekannt, im Bereich der Einlassöffnung an der Gehäuseklappe ein Dichtelement vorzusehen, das derart an der radial inneren Umfangskante der Deckscheide anliegt, dass es sich einschleift.
  • Bei einem Einbau einer derartigen Gebläseanordnung insbesondere in einem Bodenpflegegerät, wie beispielsweise einem Staubsauger, mit einer hohen Lüftförderleistung und einer möglichst hohen Saugkraft treten dennoch weitere Dichtigkeitsprobleme auf. Diesen Problemen kann derzeit nur durch recht umständliche Befestigungs-, Fixierungs- und Abdichtungsmaßnahmen begegnet werden. Hierzu sind viele-Einzelteile erforderlich, die in einem arbeitszeitaufwendigen Fertigungsprozeß montiert werden müssen.
  • Schließlich sei noch auf die EP 1 048 261 A hingewiesen.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Dichtung der genannten Art unter Verbesserung ihrer Aufnahme und Abdichtung gerade für einen Einsatz in einem Staubsauger weiterzubilden.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Dichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 und eine dementsprechend ausgerüstete Gebläseanordnung nach Anspruch 14 gelöst.
  • Eine erfindungsgemäße Dichtung sieht demnach vor, daß die Dichtung als Dichtring ausgebildet ist und der Dichtring aus dem Gebläsegehäuse heraus mit einem Pufferteil verbunden ist, das die Einströmöffnung abdichtend umgibt. Damit ist einerseits weiterhin ein Dichtring im Bereich einer Einströmöffnung der Gebläseanordnung angeordnet, der zur Abdichtung eines Luftspaltes zwischen einem Zentrifugalgebläserad und einer Innenseite eines Gebläsegehäuses dient. Dieser Dichtring ist nun jedoch aus dem Gebläsegehäuse heraus erstreckend ausgebildet und mit einem Pufferteil verbunden, das die Einströmöffnung als Lagerelement umschließt. Es ist damit erfindungsgemäß nur noch ein Teil vorhanden, das auf den Bereich der Einströmöffnung der Gebläseanordnung beschränkt ist.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung ist eine Außenkontur des Pufferteils einer Innenkontur einer abzudichtenden Gehäuse Öffnung angepaßt. Damit erfüllt das Pufferteil neben der Aufgabe einer einseitigen Lagerung der Gebläseanordnung auch die Aufgaben der Fixierung und der Abdichtung der Gebläseanordnung in einer vorgegebenen Öffnung.
  • Das Material des Dichtrings ist in einer Einbaulage an dem Gebläsegehäuse zum Einschleifen durch ein Zentrifugalgebläserad geeignet ausgebildet. Auf Einzelheiten des Einschleifens wird an dieser Stelle auf die Offenbarung der DE 19717 154 verwiesen.
  • Das Material des Pufferteils ist elastisch. So ist es für die vorstehend genannten Aufgaben der Lagerung, Fixierung und Abdichtung gut geeignet. Insbesondere muß der Pufferteil in dieser Form nicht als Dichtungsmasse aufgetragen werden, die erst vor Ort an dem Gebläsegehäuse aushärtet.
  • Vorteilhafterweise ist der Pufferteil außerhalb der Einströmöffnung konisch verjüngt ausgebildet. So ist das Einführen der Gebläseanordnung in eine Aufnahme erleichtert.
  • In einer bevorzugten Ausbildungsform der Erfindung sind der Dichtring und der Pufferteil als einstückiger Körper und auch einstoffig ausgebildet. Damit werden Fertigungs- und Montageaufwand erheblich reduziert. Auch vereinfacht sich ein Einbau, wie nachfolgend noch anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben wird. Dementsprechend wird die einstückige Kombination aus Dichtring und Pufferteil nachfolgend nur noch als Dichtungs Körper bezeichnet.
  • Das Material des Dichtungs Körpers weist vorzugsweise eine Härte von ca. 40 bis ca. 50 Shore auf. Femer weist es eine Festigkeit von ca. 10 bis ca. 20 N/mm2 und/oder eine Elastizität von ca. 40 bis ca. 60% auf und läßt vorzugsweise eine Dehnung von ca. 150 bis ca. 300% zu. Das Material des Dichtungs Körpers ist insbesondere so auszuwählen, dass die vorstehend genannten Werte auch nach Alterung unter den Betriebsbedingungen in einem Bodenpflegegerät bei andauernder Schwingungsbelastung und erhöhten Temperaturen eingehalten bleiben.
  • In einer bevorzugten Ausbildungsform der Erfindung ist der Pufferteil zur Einstellung einer von dem Dichtring abweichenden Elastizität mit mindestens einer Ausnehmung versehen. Diese Ausnehmungen sind vorzugsweise in Form ungefähr äquidistanter Sacklöcher in dem Pufferteil vorgesehen.
  • Eine erfindungsgemäße Dichtung ermöglicht die erleichterte Aufnahme einer Gebläseanordnung auch in der beengten Umgebung und den schwierigen Einbauverhältnissen in Innenraum eines Bodenpflegegerätes. Gleichzeitig wird unter Senkung der einzelnen, an dem Einbau beteiligten Elemente eine neue Abdichtung zwischen dem Gebläsegehäuse bzw. einer Gebläsehaube und dem Zentrifugalgebläserad bei einer Optimierung der Gebläseleistungsdaten geschaffen, insbesondere unter Senkung der auftretenden Verluste. Die nachfolgend noch anhand eines Ausführungsbeispiels erläuterte Erfindung zeichnet sich besonders dadurch aus, daß zum inneren und äußeren Abdichtung keine gesonderten Bauteile benötigt werden. Gleichzeitig wird eine individuell einstellbare Kompensation in der Fertigung stets auftretender Toleranzen zwischen feststehenden und rotierenden Gebläseteilen geschaffen. Die Lagerung und gleichzeitige Fixierung einer erfindungsgemäßen Dichtung durch den Pufferteil erzielt zudem eine wesentliche Geräuschdämpfung. Dabei ist eine Materialauswahl in weiten Parameterbereich möglich, wobei insbesondere die vorgeschlagenen konstruktiven Maßnahmen eine weitgehend unabhängige Einstellung der Federsteifigkeit der Dichtrings und des Pufferteils ermöglichen.
  • Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung mit einer ergänzenden Nennung weiterer Vorteile näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
    • Figur 1:
    eine skizzierte Schnittdarstellung eines Staubsaugergehäuses entlang einer Längsachse;
    Figur 2:
    einen vergrößerten Ausschnitt von Figur 1;
    Figur 3:
    eine Schnittdarstellung des Körpers aus Dichtring und Puffer,
    Figur 4:
    einen vergrößerten Ausschnitt von Figur 3;
    Figur 5:
    eine dreidimensionale Ansicht des Körpers von Figur 3.
  • In der Abbildung von Figur 1 ist eine Schnittdarstellung entlang einer Längsachse eines Staubsaugergehäuses SG unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Dichtung 1 dargestellt. Das Staubsaugergehäuse SG unterteilt sich einem eingesaugten Luftstrom L folgend in eine Staubkammer SK, die durch eine Trennwand TW mit einem oder mehreren Filtern F von einem Motorraum MR getrennt ist. In der Trennwand TW ist ein Luftleittrichter LT als platzsparende und strömungsöptimierte Anpassung der Luftstroms L zur Überleitung in ein Gebläse G vorgesehen.
  • In der Ausschnittsvergrößerung von Figur 2 ist ein Bereich um einen Motor M in dem Motorraum MR dargestellt. Durch Pfeile P1 und P2 sind zwei Lagerstellen des Motors M in dem Motorraum MR bzw. in dem Luftleittrichter LT der Trennwand TW und einer gegenüberliegenden hinteren Wand des Motorraums MR gekennzeichnet. Hier ist nun im Schnitt auch die Form einer erfindungsgemäßen Dichtung bzw. eines Dichtungs Körpers 1 zu erkennen, der als eine der beiden Lagerstellen dient.
  • Zur Fixierung ist der Dichtungs Körper 1 in dem Bereich einer Einströmöffnung E klemmend auf einem Randbereich eines Gebläsegehäuses GG angeordnet. In einem Grenzbereich zwischen einem Endbereich des Gebläsegehäuses GG und einem Zentrifugallüfterrades LR bildet der Dichtungs Körper 1 in der Einströmöffnung E einen Dichtring 2 aus. Durch individuelles Einschleifen des Dichtrings 2 an dem jeweiligen Zentrifugallüfterrad LR wird ein optimierter und weitgehend wirbelfreier Übergang von dem Saugbereich in ein Laufrad stattfinden. Damit wird der Wirkungsgrad des so ausgerüsteten Gebläses opitmiert.
  • Der Dichtungs Körper 1 erstreckt sich dann aus der Einströmöffnung E heraus und umschließt die Einströmöffnung E radial unter Ausbildung eines Pufferteils 3. Damit ist der Dichtungs Körper 1 zu dem Staubraum hin geschlossen und an einem äußeren Umfang U einem Innendurchmesser im Anschlußbereich des Luftleittrichters LT angepaßt ausgebildet. Damit ist das Gebläse mit dem daran fest montierten Motor M abdichtend mit dem Luftleittrichter LT und somit an der Trennwand TW zu dem Staubraum SR hin angeordnet.
  • Damit dient der in den Abbildungen der Zeichnung dargestellte Dichtungs Körper 1 zugleich als Dichtring 2 bzw. als Abdichtung zwischen Gebläsegehäuse GG und dem Zentrifugallüfterrad LR und auch als abdichtende Lagerung des Gebläsegehäuses GG an der Trennwand TW. Der Pufferteil 3 dient dem Ausgleich von Toleranzen und senkt zudem die im Betrieb auftretenden Geräusche. Zudem werden Schwingungen und eine Schwingneigung der Anordnung aus Gebläse G und Motor M durch eine Abstimmung einer Federsteifigkeit des Materials im Bereich des Pufferteils 3 gemindert.
  • Die zur Einstellung und Abstimmung der Federsteifigkeit des Pufferteils 3 ergriffenen konstruktiven Maßnahmen werden im Detail in den Abbildungen der Figuren 3 bis 5 dargestellt. Zur Aufnahme des Randbereich des Gebläsegehäuses GG an der Einströmöffnung E ist ein radial verlaufender Einstich 4 vorgesehen. Ausnehmungen 5, hier als Sackbohrungen ausgeführt, stellen die Federsteifigkeit des Materials im Bereich des Pufferteils 3 ein.
  • Zur Materialauswahl und sonstigen Einstellungen und Parametern wird an dieser Stelle auf die Beschreibungseinleitung verwiesen, wobei insgesamt ein gummiartiges Material bevorzugt eingesetzt wird.

Claims (14)

  1. Dichtung zum Einsatz in einer Gebläseanordnung, die insbesondere zum direkten Antrieb durch einem Elektromotor ausgebildet ist,
    wobei in der Gebläseanordnung ein Zentrifugalgebläserad (LR) drehfest mit einer Antriebswelle verbundenen ist, das Zentrifugalgebläserad (LR) u.a. zur Ausbildung eines gerichteten Luftstroms von einem Gebläsegehäuse (GG) umgeben ist,
    in einer Einströmöffnung ein Dichtring (2) zum weitgehenden Ausfüllen eines Luftspaltes zwischen dem Zentrifugalgebläserad und der Innenseite des Gebläsegehäuses angeordnet ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Dichtring (2) aus dem Gebläsegehäuse (GG) heraus mit einem Pufferteil (3) verbunden ist, das die Einströmöffnung (E) abdichtend umgibt.
  2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Außenkontur des Pufferteils (3) einer Innenkontur einer abzudichtenden Gehäuse Öffnung angepaßt ist.
  3. Dichtung nach einem oder beiden der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (2) aus einem Material besteht, welches zum Einschleifen durch das Zentrifugalgebläserad (LR) in einer Einbaulage an dem Gebläsegehäuse (GG) geeignet ist.
  4. Dichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Pufferteils (3) elastisch ist.
  5. Dichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (2) und das Pufferteil (3) einen einstückigen Dichtungs körper (1) bilden, der einstoffig ist.
  6. Dichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Pufferteil (3) außerhalb der Einströmöffnung (E) konisch verjüngt ausgebildet ist.
  7. Dichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Dichtungs Körpers (1) eine Härte von ca. 40 bis ca. 50 Shore aufweist.
  8. Dichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Dichtungs Körpers (1) eine Festigkeit von ca. 10 bis ca. 20 N/mm2 aufweist.
  9. Dichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Dichtungs Körpers (1) eine Elastizität von ca. 40 bis ca. 60% aufweist.
  10. Dichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Dichtungs Körpers (1) eine Dehnung von ca. 150 bis ca. 300% zuläßt.
  11. Dichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Dichtungs Körpers (1) die in den Ansprüchen 7 bis 10 genannten Werte auch nach Alterung unter den Betriebsbedingungen in einem Bodenpflegegerät bei andauernder Schwingungsbelastung und erhöhten Temperaturen einhält.
  12. Dichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Pufferteil (3) zur Einstellung einer von dem Dichtring (2) abweichenden Elastizität mit mindestens einer Ausnehmung (5) versehen ist.
  13. Dichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Ausnehmungen (5) in Form ungefähr äquidistanter Sacklöcher vorgesehen sind.
  14. Gebläseanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß sie unter Verwendung einer Dichtung nach einem der vorhergehenden Anspruch aufgebaut ist.
EP02772345A 2001-10-01 2002-09-24 Vorrichtung zum einsatz in einer gebläseanordnung Expired - Lifetime EP1438512B1 (de)

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