EP1617085B1

EP1617085B1 - Gedämpfter Lüfter

Info

Publication number: EP1617085B1
Application number: EP05014242A
Authority: EP
Inventors: Dirk Heuvel
Original assignee: Individual
Current assignee: Blacknoise Deutschland GmbH
Priority date: 2004-07-15
Filing date: 2005-06-30
Publication date: 2007-04-11
Anticipated expiration: 2025-06-30
Also published as: DE102004034472A1; EP1617085B2; ATE359446T1; DE502005000572D1; ES2285608T3; EP1617085A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Axiallüfter nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Derartige Axiallüfter dienen zur Luftkühlung von wärmeerzeugenden Bauteilen. Vor allem werden sie als Computerlüfter zur Luftkühlung von elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen in PCs oder Computern eingesetzt. Sie umfassen ein Lüftergehäuse mit einem axial durchströmbaren Luftleitrahmen, in dem ein Lüfterrad drehbar gelagert ist, wobei das Lüftergehäuse in axialer Richtung einen zumindest im wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist und in seinen vier Eckbereichen mit Befestigungsmitteln zur unmittelbaren Befestigung an einem zu kühlenden Bauteil oder zur mittelbaren Befestigung an einem das zu kühlende Bauteil enthaltenden Gehäuse versehen ist. Vorzugsweise sind die Befestigungsmittel durch Befestigungsbohrungen gebildet, die in einem genormten Abstand derart angeordnet sind, dass der Lüfter mittels Schrauben an in dem Computergehäuse ebenfalls in dem genormten Abstand vorgesehenen Bohrungen befestigt werden kann. Die Befestigungsmittel können jedoch auch für andere Befestigungsarten, beispielsweise für Schnappverbindungen ausgelegt sein
Derartige Axiallüfter, die auch als Gehäuselüfter bezeichnet werden, sind allgemein bekannt. Sie werden insbesondere in Computern zur Kühlung bzw. zur Abführung der Wärme eingesetzt, die von Wärme erzeugenden Bauteilen, beispielsweise von Prozessoren, insbesondere über Kühlkörper abgegeben wird. Dazu wird durch Drehung des mit geeignet geformten Schaufeln bzw.
Lüfterflügeln versehenen Lüfterrads ein Kühlluftstrom erzeugt, der in zumindest im wesentlichen axialer Richtung auf das Wärme abgebende und zu kühlende Bauteil gelenkt wird. Alternativ hierzu kann der Lüfter auch so angeordnet werden, dass er die das Wärme abgebende Bauteil umgebende Luft absaugt, um so die Wärme abzuführen. Derartige Lüfter können ferner auch an weiteren Chips, insbesondere an Grafikkarten, an Festplattenlaufwerken und/oder an Netzteilen eingesetzt werden. Außerdem können derartige Lüfter auch in anderen Geräten mit wärmeerzeugenden Bauteilen, beispielsweise in Projektoren eingesetzt werden.
Lüfter der eingangs genannten Art bestehen somit grundsätzlich aus zwei wesentlichen Hauptbaugruppen, nämlich dem Lüftergehäuse und der drehbar damit verbundenen Lüfterradeinheit. Während das Lüftergehäuse mit seinen äußern Bereichen oder mit seinem Luftleitrahmen der Montage des gebrauchsfertigen Lüfters dient, sorgt die Lüfterradeinheit mit ihren Lüfterflügeln durch ihre Drehung für die gewünschte Bewegung der Luft. Die Drehbewegung der Lüfterradeinheit wird üblicherweise durch einen im oder am Lüftergehäuse koaxial zum Lüfterrad angeordneten Elektromotor herbeigeführt.
Aufgrund der steigenden Prozessorleistungen bei Computern und der damit einhergehenden steigenden Wärmeerzeugung, insbesondere auch bei sogenannter Übertaktung der CPU, wächst der Bedarf an effektiver Kühlung und somit auch die Anforderungen an die Leistung der Lüfter. Die Lüfter müssen daher zunehmend mit höheren Umdrehungszahlen betrieben werden. Gleichzeitig besteht jedoch ein verstärkter Bedarf an geräuscharmen Kühlmethoden und leiseren Lüftern.
Die hohen Umdrehungszahlen des Lüfterrades von 1000 bis zu 4000 Umdrehungen pro Minute erzeugen teilweise starke Vibrationen, die auf das Lüftergehäuse übertragen werden und so zu störender Geräuschentwicklungen führen. Dem könnte zwar durch den Einsatz von hochwertigen und teuren Materialien begrenzt entgegengewirkt werden, da beispielsweise schwere bzw. glasfaserverstärkte Kunststoffe weniger schwingen als leichte, minderwertige Kunststoffe. Insbesondere hochfrequente Schwingungen können so verringert werden, wodurch der Lüfter leiser bzw. die hörbaren Frequenzen tiefer und damit als weniger störend empfunden werden. Letztendlich lassen sich jedoch die störenden Geräuschentwicklungen auch auf diese Weise nicht vollständig verhindern. Außerdem würde dies zu einer nachteiligen Kostenerhöhung der Lüfter führen.
Die beim Betrieb mechanisch auf das Lüftergehäuse übertragenen Schwingungen bzw. Vibrationen erhöhen die Gesamtlautstärke des Lüfters je nach Drehzahl erheblich, da das Lüftergehäuse des Lüfters einen Resonanzkörper bildet. Wenn der Lüfter in einem meist aus Stahlblech bestehenden Computergehäuse montiert ist, was gewöhnlich durch eine feste Schnapp- oder Schraubenverbindung erfolgt, werden die Schwingungen auch auf das dann mitschwingende Computergehäuse übertragen, wodurch sich die Lautstärke nochmals erhöht. Die Schwingungsübertragung an das Computergehäuse erfolgt dabei durch den direkten Kontakt der schwingenden Kunststoffteile des Lüftergehäuses mit dem Computergehäuse. Da ein Computergehäuse ein sehr guter Resonanzkörper ist, werden die vom Lüfter verursachten hochfrequenten Schwingungen (Körperschall) durch das PC Gehäuse nochmals deutlich hörbar verstärkt.
Zur Verhinderung der Schwingungsübertragung auf das Computergehäuse ist es daher bekannt, den Lüfter schwingungsarm zu befestigen. Der Lüfter wird dabei nicht mit Metallschrauben, sondern über als separate Montagemittel zusätzlich anzubringende und speziell geformte Gummielemente befestigt, welche die Übertragung der Lüfterschwingungen auf das Computergehäuse verhindern sollen.
So wurde beispielsweise in der DE 201 20 225 U1 vorgeschlagen, einen Lüfter der eingangs genannten Art über gummielastische Elastomerelemente an einem zu kühlenden Bauteil in einem Computergehäuse zu befestigen. Auf diese Weise wird das Lüftergehäuse schwingungsdämpfend an einem Bauteil oder am Computergehäuse befestigt, wodurch eine gewisse Geräuschdämpfung erzielt werden kann. Ebenso ist es bekannt, das Lüftergehäuse mittels einer oder mehrerer nach außen gespannter Gummischnüre frei schwingend zu montieren.
Nachteilig bei diesen Lösungen ist es jedoch, dass auch hierbei das Lüftergehäuse noch als schwingender Resonanzkörper dient und daher beim Betrieb des Lüfters störende Geräusche deutlich wahrgenommen werden.
Von besonderem Nachteil ist es aber, dass hier zusätzlich zum Lüfter separate Elastomerbauteile benötigt werden, wodurch sich die Kosten deutlich erhöhen und die Montage des Lüfters im Computer schwieriger wird.
Ein weiterer Nachteil besteht in dem hierdurch benötigen zusätzlichen Einbauraum für die außerhalb des Lüftergehäuses befindlichen Elastomerbauteile, was gerade bei den beengten Platzverhältnissen in einem Computergehäuse ein erhebliches Problem darstellt.
Aus der US 4 807 718 A ist ein Axiallüfter mit einem Lüftergehäuse bekannt, das von einem Trägheitskragen umgeben ist, welcher aus zwei im wesentlichen L-förmigen Kragenhälften besteht. Das Lüftergehäuse ist mit diesem Trägheitskragen über einen akustischen Isolationskragen derart verbunden, dass der Isolationskragen als elastisches Dämpfungselement durch den Trägheitskragen gegen die Außenseite des Lüftergehäuses gepresst wird. Der Isolationskragen ist dabei nicht in das Lüftergehäuse integriert, sondern er benötigt ebenso wie der Trägheitskragen als außerhalb des Lüftergehäuses befindliches Bauteil zusätzlichen Bauraum, was wiederum zu den vorgenannten Nachteilen führt.
Auch die GB 2 107 787 A offenbart einen Axiallüfter mit einem Lüftergehäuse, welches von einer äußeren Isolationsvorrichtung umgeben ist. Diese Isolationsvorrichtung umfasst einen äußeren Rahmen sowie einen inneren Rahmen, die durch eine elastische Membran miteinander verbunden sind. Der innere Rahmen ist entweder mittels Schrauben an dem Lüftergehäuse befestigt oder einstückig damit ausgeführt, wobei die als elastisches Dämpfungselement wirkende Membran jeweils nicht in das Lüftergehäuse integriert ist, sondern dieses außen umgibt. Dies erfordert wiederum zusätzlichen Bauraum und ist mit den genannten Nachteilen verbunden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen preiswert herzustellenden und ohne zusätzliche Bauteile leicht montierbaren Lüfter der eingangs genannten Art zu schaffen, der auf konstruktiv einfache Weise eine wesentlich verbesserte Geräuschdämpfung hat und sehr leise im Betrieb ist, ohne dafür zusätzlichen Bauraum zu benötigen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Lüfter nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Wesentlich bei der erfindungsgemäßen Lösung ist es, dass mindestens ein elastisches Dämpfungselement in das Lüftergehäuse des Axiallüfters integriert ist, welches derart angeordnet ist, dass es zwischen dem Lüfterrad und den Befestigungsmitteln zur Befestigung des Axiallüfters wirksam ist.
Ein wesentlicher Vorteil liegt dabei darin, dass aufgrund des zwischen dem Lüfterrad und den Befestigungsmitteln zur Befestigung des Axiallüfters wirksamen Dämpfungselements das Lüfterrad bzw. die Lüfterradeinheit als schwingungserzeugende Komponente mechanisch vollständig von einem zur Befestigung des Lüfters dienenden Bauteil, insbesondere von einem den Lüfter aufnehmenden Computergehäuse entkoppelt ist. Deshalb können entstehende Schwingungen oder Vibrationen nicht mehr oder allenfalls in einem erheblich verringerten Umfang an ein äußeres Bauteil bzw. an ein Computergehäuse übertragen werden. Äußere Bauteile bzw. Computergehäuse stellen daher keine die Lautstärke verstärkenden Resonanzkörper mehr dar, wodurch die Lautstärke des Lüfters beim Betrieb erheblich reduziert wird. Insbesondere im als störend empfundenen Frequenzbereich ist so eine deutliche Geräuschdämpfung erzielbar.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, dass aufgrund der vollständigen Integration des mindestens einen Dämpfungselements bzw. der vollständigen Integration aller Dämpfungselemente in den Lüfter weder zusätzlicher Bauraum noch separat zu montierende Elastomerelemente benötigt werden. Sämtliche Dämpfungselemente befinden sich in dem Lüftergehäuse, so dass der erfindungsgemäße Axiallüfter auf exakt die gleiche und vom Benutzer gewohnte Art und Weise montiert bzw. befestigt werden kann, wie die herkömmlichen Lüfter ohne integrierte Dämpfungselemente.
Auf diese konstruktiv einfache Weise wird ein Axiallüfter geschaffen, der nicht nur sehr leise läuft, sondern der auch kostengünstig herstellbar und schnell und einfach montierbar ist. Bei dem erfindungsgemäßen Lüfter sind sämtliche Dämpfungselemente in den Lüfter integriert, so dass keine separaten Dämpfungsbauteile mehr benötigt werden, über die der Lüfter im Computer befestigt werden muss. Der erfindungsgemäße Lüfter kann daher problemlos auf herkömmliche Weise durch Schnappverbindungen oder durch Schraubverbindungen in einem Computergehäuse montiert werden, wobei die herkömmlichen und genormt angeordneten Befestigungsbohrungen genutzt werden können. Da sämtliche Dämpfungsmittel im Lüftergehäuses angeordnet sind, wird einerseits kein zusätzlicher Bauraum benötigt und kann andererseits eine unerwünschte Verstärkung der Vibrationen bzw. eine Erhöhung der Lautstärke des Lüfters wirkungsvoll vermieden werden.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn in den vier Eckbereichen jeweils ein elastisches Dämpfungselement vorgesehen ist, wobei die Befestigungsmittel jeweils innerhalb eines elastischen Dämpfungselements angeordnet sind. Durch die elastische Entkopplung der Befestigungselemente von dem Lüftergehäuse kann eine Übertragung der Schwingungen vom Lüftergehäuse auch auf das umgebende Computergehäuse besonders wirkungsvoll reduziert bzw. verhindert werden. Wesentlich ist es hierbei, dass jedes Befestigungsmittel, das zur Befestigung des Lüfters an einem zu kühlenden Bauteil oder an einem Computergehäuse verwendet wird, in einem Dämpfungselement aufgenommen ist, wobei die Dämpfungselemente wiederum innerhalb des Axiallüfters angeordnet sind.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Dämpfungselemente in Axialrichtung eine größere Länge haben als der Luftleitrahmen, so dass die Dämpfungselemente den Luftleitrahmen an mindestens einer Stirnseite axial überragen. Auf diese Weise kann sicher verhindert werden, dass der Axiallüfter bzw. sein Luftleitrahmen direkten axialen Kontakt zu einem Bauteil oder Gehäuse hat, an dem der Lüfter befestigt wird. Nur die elastischen Dämpfungselemente können axial in direkten Kontakt mit dem zu kühlenden Bauteil oder mit dem Computergehäuse kommen. Die Übertragung von Schwingungen auf ein zu kühlendes Bauteil oder auf ein den Lüfter enthaltendes Computergehäuse kann so besonders wirksam unterbunden werden.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Dämpfungselemente den Luftleitrahmen an beiden Stirnseiten axial überragen. Auf diese Weise kann der Lüfter mit beiden Stirnseiten axial an ein Bauteil oder ein Computergehäuse angelegt und daran befestigt werden. Die Schwingungsentkopplung kann dabei unabhängig von der Orientierung des Lüfters bei seiner Montage erfolgen.
Vorzugsweise wird hierzu ferner vorgeschlagen, dass die Dämpfungselemente den Luftleitrahmen an der bzw. an den Stirnseite(n) axial um mindestens 0,5 Millimeter, vorzugsweise um mindestens 1 Millimeter überragen. Hierbei wird ein direkter Kontakt des Lüftergehäuses mit umgebenden Bauteilen oder Computergehäusen besonders sicher verhindert.
Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn die elastischen Dämpfungselemente stoffschlüssig am Luftleitrahmen, insbesondere an den Außenseiten des Luftleitrahmens befestigt sind. Insbesondere durch Kleben oder Aufvulkanisieren kann eine besonders kostengünstige Herstellung der erfindungsgemäßen Axiallüfter erreicht werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann der Luftleitrahmen in Axialrichtung betrachtet zumindest annähernd einen achteckigen Querschnitt aufweisen, wobei die elastischen Dämpfungselemente jeweils einen zumindest annähernd dreieckigen Querschnitt haben. Auch können die den Dämpfungselementen zugewandten Seiten abgerundet sein oder der Luftleitrahmen kann insgesamt einen runden Querschnitt aufweisen, wobei die Dämpfungselemente jeweils einen zumindest annähernd dreieckigen Querschnitt mit konkav gewölbter Grundseite haben. Durch diese Anordnung wird eine besonders gute Dämpfungswirkung erzielt.
Die Befestigungsmittel sind vorzugsweise durch Bohrungen gebildet. Je nach Art und Material des eingesetzten Dämpfungselementes können dabei zur Befestigung des Lüfters selbstschneidende Schrauben verwendet werden. Bei weniger stabilen Materialen der Dämpfungselemente oder wenn eine mehrfache Montierbarkeit gewünscht ist, ist es dabei besonders vorteilhaft, wenn die Befestigungsbohrungen jeweils eine in dem jeweiligen elastischen Dämpfungselement aufgenommene oder eingegossene, vorzugsweise aus Metall oder Kunststoff bestehende, Gewindehülse mit einem Innengewinde umfassen. In diesem Fall können dann dem Innengewinde entsprechende, insbesondere metrische Schrauben zur sicheren Befestigung des Lüfters verwendet werden.
Gemäß einer zweiten besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Lüfterrad in Lagermitteln gelagert ist, die über Verbindungsmittel mit dem Lüftergehäuse verbunden sind, wobei die Verbindungsmittel einen zentralen Lagerbereich umfassen, an dem die Lagermittel und/oder der Stator des Elektromotors vermittels mindestens eines elastischen Dämpfungselementes befestigt sind. Als Lagermittel kommen bei Lüftern vorzugsweise Gleitlager und/oder Wälzlager, insbesondere Kugellager zum Einsatz. Bei dem erfindungsgemäßen Axiallüfter können die Lagermittel jedoch vorteilhafterweise auch in den Elektromotor integriert sein, so dass die Lagermittel nicht separat montiert werden müssen sondern praktisch durch den Elektromotor gebildet werden. Dabei ist es weiterhin besonders günstig, wenn der Elektromotor als bürstenloser Außenläufermotor ausgeführt ist. Wesentlich ist es bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung jedoch, dass die Lagermittel elastisch von dem zentralen Lagerbereich entkoppelt sind, so dass von dem Lüfterrad erzeugte Schwingungen nicht oder allenfalls gedämpft auf das Lüftergehäuse übertragen werden können.
Selbstverständlich können im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch andere Arten von Elektromotoren zum Einsatz kommen. Beispielsweise kann der Rotor bzw. die rotierenden Magnete des Elektromotors auch im radial äußeren Bereich des Lüfterrades angeordnet sein, so dass sich der Stator bzw. die Spulen des Elektromotors radial außerhalb des Lüfterrades befinden.
Gemäß einer dritten besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, bei der das Lüftergehäuse wiederum einen zentralen Lagerbereich aufweist, an dem der Stator des Elektromotors und/oder die Lagermittel befestigt ist bzw. sind, wird vorgeschlagen, dass der zentrale Lagerbereich über mehrere Verbindungsarme mit dem Lüftergehäuse verbunden ist, wobei jeder Verbindungsarm mindestens ein elastisches Dämpfungselement umfasst. Dabei können die Verbindungsarme in beliebiger Form, Ausrichtung und Anzahl angeordnet sein. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn mindestens ein elastisch federndes Dämpfungselement, vorzugsweise mittig, in jeden Verbindungsarm eingeformt ist.
Wesentlich bei der zweiten und dritten besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es, dass zur Schwingungsdämpfung sämtliche Verbindungsmittel zwischen dem Lüftergehäuse und den Lagermitteln jeweils mindestens ein elastisch federndes Dämpfungselement umfassen. Ein wesentlicher Vorteil liegt dabei darin, dass aufgrund des in jedem Verbindungsmittel vorhandenen Dämpfungselements das Lüftergehäuse von der Lüfterradeinheit mechanisch vollständig entkoppelt ist. Deshalb können entstehende Schwingungen oder Vibrationen nicht mehr oder allenfalls in einem erheblich verringerten Umfang an das Lüftergehäuse übertragen werden. Daher stellt bereits das Lüftergehäuse keinen die Lautstärke verstärkenden Resonanzkörper mehr dar, wodurch die Lautstärke des Lüfters beim Betrieb erheblich reduziert wird. Insbesondere im als störend empfundenen Frequenzbereich ist auf diese Weise eine deutliche Geräuschdämpfung erzielbar.
Selbstverständlich können die beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung auch miteinander kombiniert werden, wodurch eine optimale Schwingungsdämpfung und extrem leise Lüfter erhalten werden.
Ein besonders leiser Betrieb ist bei der zweiten und dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorteilhafterweise auch erzielbar, wenn die Lagermittel sowohl in axialer Richtung als auch in radialer Richtung sowie in der umfangsmäßigen Drehrichtung elastisch bewegbar mit dem Lüftergehäuse verbunden sind, so dass keine mechanisch starre Verbindung mehr zwischen dem Lüftergehäuse und den Lagermitteln für die Lüfterradeinheit gegeben ist.
Die Geräuschdämpfung kann ferner dadurch weiter gesteigert werden, dass in den Verbindungsmitteln mehrere in Reihe oder in Serie angeordnete federelastische oder gummielastische Dämpfungselemente in den Lüfter integriert werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können die elastisch federnden Dämpfungselemente aus Gummi oder Kautschukmaterial oder aus einem elastisch federnden Kunststoff, insbesondere aus Polyurethan bestehen. Aus Kunststoff bestehende Federelemente können dabei vorzugsweise durch einen wellenförmig und/oder zickzackförmig ausgeformten Bereich ausgebildet sein, der besonders einfach in einen Verbindungsarm zwischen dem zentralen Lagerbereich und dem Lüftergehäuse eingeformt werden kann.
Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn das Lüfterrad Lüfterflügel aufweist, deren Oberfläche einseitig oder beidseitig mit einer Vielzahl von kleinen lokalen Erhebungen und/oder kleinen lokalen Vertiefungen, insbesondere mit kalottenförmigen Einbuchtungen versehen ist. Durch die kleinen Einwölbungen wird der Luftwiderstand der Lüfterflügel bzw. Schaufeln reduziert, so dass die Geräusche beim Betrieb des Lüfters unabhängig von möglichen Schwingungen oder Vibrationen nochmals weiter reduziert werden können.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner ein Computer, insbesondere ein PC, der einen erfindungsgemäßen Lüfter der voranstehend beschriebenen Art enthält.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.

Es zeigen:

Figur 1:: schematische Darstellung eines Lüfters gemäß dem vorbekannten Stand der Technik;
Figur 2:: schematische Darstellung eines Lüftergehäuses für einen erfindungsgemäßen Lüfter;
Figur 3:: schematische Darstellung des Querschnitts des Lüfters aus Figur 2;
Figur 4:: schematische Darstellung des Querschnitts einer alternativen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lüfters;
Figur 5:: schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Lüfters; und
Figur 6:: schematische Darstellung des Querschnitts des Lüfters aus Figur 5.

Der in Figur 1 schematisch dargestellte Axiallüfter 1 herkömmlicher Bauart hat ein aus Kunststoff gefertigtes quaderförmiges Lüftergehäuse 2, das in den Ecken seines äußeren Gehäusebereichs jeweils eine Montagebohrung als Befestigungsmittel 3 zur Befestigung in einem hier nicht gezeigten Computergehäuse aufweist. Von dem äußeren Gehäusebereich aus erstrecken sich vier geradlinig ausgebildete Verbindungsarme 4 nach innen, die an ihrem inneren Ende in einen kreisrund ausgebildeten zentralen Lagerbereich 5 des Lüftergehäuses 1 münden.
Die Verbindungsarme 4 erstrecken sich in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel tangential zum Lagerbereich 5. Sie können jedoch auch in anderen Richtungen, beispielsweise radial verlaufen. Ebenso können die Verbindungsarme 4 auch gebogen ausgeführt und/oder in einer anderen Anzahl vorgesehen sein.
An dem zentralen Lagerbereich 5 ist ein Lüfterrad 6 drehbar befestigt. Dazu ist die Nabe 7, von der aus sich die Lüfterflügel 8 nach außen erstrecken, in nicht näher dargestellten Lagermitteln gelagert. Zum Antrieb des Lüfterrades 6 ist in dem Lüftergehäuse 2 ein nicht näher dargestellter Elektromotor vorgesehenen, der vollständig oder teilweise in oder an der Nabe 7 sowie am Lagerbereich 5 angeordnet ist.
Das Lüfterrad 6 ist somit über die Lagermittel und den Lagerbereich 5 sowie die Verbindungsarme 4 mit dem Lüftergehäuse 2 verbunden. Durch seine Drehung erzeugt das Lüfterrad 6 die zur Kühlung benötigte Luftbewegung, wobei der äußere Bereich des Lüftergehäuses 2 als Luftleitrahmen für den Luftstrom dient. Insofern sind Lüfter 1 allgemein bekannt.
Um einen besonders leisen Lüfterbetrieb zu ermöglichen ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass innerhalb des Lüftergehäuses 2 zwischen dem Lüftergehäuse 2 und den Lagermitteln für das Lüfterrad 6 elastisch federnde Dämpfungselemente 9 als Schwingungspuffer angeordnet sind.
Dazu ist bei der in den Figuren 2 und 3 dargestellten Ausführungsform in jeden der vier Verbindungsarme 4 jeweils ein mittig angeordnetes gummielastisches Dämpfungselement 9 eingeformt. Dadurch wird das Lüftergehäuse 2 mechanisch von dem Lüfterrad 6 vollständig entkoppelt und es können keine Schwingungen oder Vibrationen mehr ungedämpft von der rotierenden Lüfterradeinheit auf das Lüftergehäuse 2 übertragen werden. Die Lüfterradeinheit wird dabei durch das Lüfterrad 6 sowie alle drehfest damit verbunden Teile des Elektromotors gebildet. Die Lautstärke des Lüfters 1 wird hierdurch deutlich reduziert.
In Figur 2 ist das Lüftergehäuse 2 zur Vereinfachung ohne Lüfterrad dargestellt. Selbstverständlich könnten die Dämpfungselemente 9 auch weiter innen oder weiter außen in den Verbindungsarmen 4 angeordnet sein. Auch könnten in einigen oder allen Verbindungsarmen 4 auch mehrere Dämpfungselemente 9 vorgesehen werden. Die Dämpfungselemente 9 können als hier nicht dargestellte vorteilhafte Alternative auch jeweils als wellenförmiger Bereich in einen Verbindungsarm 4 eingeformt sein. Wesentlich ist bei dieser Ausführungsform jedoch, dass in jedem Verbindungsarm 4 jeweils mindestens ein Dämpfungselement 9 angeordnet ist, damit keine feste Verbindung zwischen dem zentralen Lagerbereich 5 bzw. den hier nicht dargestellten Lagermitteln einerseits und dem Lüftergehäuse 2 andererseits gegeben ist.
Bei der in Figur 4 dargestellten Ausführungsvariante ist demgegenüber nur ein einziges zentrales Dämpfungselement 9 vorgesehen, das an der Verbindungsstelle zwischen zentralem Lagerbereich 5 und den Lagermitteln des Lüfterrades 6 angeordnet ist. Auch hier ist somit keine feste Verbindung zwischen den innerhalb der Nabe 7 angeordneten Lagermitteln des Lüfterrades 6 und dem Lüftergehäuse 2 gegeben.
Ein besonders leiser Lüfter 1 mit einer besonders effektiven Geräuschdämpfung kann dabei dadurch erreicht werden, dass die beiden Ausführungsformen gemäß Figur 3 und Figur 4 miteinander kombiniert werden.
Bei der in Figur 5 dargestellten Ausführungsvariante sind vier Dämpfungselemente 9 in den vier Ecken des Lüftergehäuses 2 angeordnet. Die Dämpfungselemente 9 sind hier auf die Außenseiten des Luftleitrahmens 10 aufvulkanisiert. Der Luftleitrahmen 10 des Lüftergehäuses 2 hat dabei in Axialrichtung betrachtet innenseitig einen das Lüfterrad 6 umgebenden runden Querschnitt und außenseitig einen im wesentlichen achteckigen Querschnitt, wobei die vier den Dämpfungselementen 9 zugewandten Seiten 11 kürzer ausgeführt sind als die vier die Außenseiten des Lüftergehäuses 2 bildenden Seiten 12.
Wie in Figur 6 zu erkennen ist, haben die Dämpfungselemente 9 in Axialrichtung eine größere Länge als der Luftleitrahmen 10 bzw. als das Lüftergehäuse 2. Die Dämpfungselemente 9 haben eine Länge von 25 mm, was einer üblichen Breite von Axiallüftern für PCs entspricht, während der Luftleitrahmen 10 lediglich eine Breite von 23 mm hat, so dass die Dämpfungselemente 9 den Luftleitrahmen 10 an beiden Stirnseite axial um jeweils einen Millimeter überragen.
Die Befestigungsmittel 3 sind auch hier durch Befestigungsbohrungen gebildet, die jeweils innerhalb eines elastischen Dämpfungselements 9 angeordnet sind. Um eine besonders sichere und auch mehrfache Befestigung des Lüfters 1 gewährleisten zu können, ist an jeder Befestigungsbohrung 3 jeweils eine aus Metall gefertigte Gewindehülse 13 mit einem Innengewinde in das jeweilige elastische Dämpfungselement 9 eingegossen, so dass die Befestigung des Lüfters 1 in einem Computergehäuse mittels metrischer Schrauben besonders einfach und sicher ausgeführt werden kann.
Bei allen drei erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen gemäß den Figuren 2 bis 6 ist jeweils mindestens ein elastisches Dämpfungselement 9 in den Axiallüfter integriert und so angeordnet, dass es zwischen dem Lüfterrad 6 und den Befestigungsbohrungen 3 zur Befestigung des Axiallüfters 1 wirksam ist. Eine optimale Schwingungsdämpfung und extrem leise Axiallüfter 1 können dadurch erhalten werden, dass die Dämpfungselemente 9 aus zwei oder aus allen drei dargestellten Ausführungsbeispielen miteinander kombiniert werden.

Claims

Axiallüfter (1) zur Luftkühlung wärmeerzeugender Bauteile, insbesondere Computerlüfter zur Luftkühlung elektrischer und/oder elektronischer Bauteile in einem Computer, umfassend ein Lüftergehäuse (2) mit einem axial durchströmbaren Luftleitrahmen (10), in dem ein Lüfterrad (6) drehbar gelagert ist, wobei das Lüftergehäuse (2) in axialer Richtung einen zumindest im wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist und in seinen vier Eckbereichen mit Befestigungsmitteln (3), insbesondere mit Befestigungsbohrungen, zur unmittelbaren Befestigung an einem zu kühlenden Bauteil oder zur mittelbaren Befestigung an einem das zu kühlende Bauteil enthaltenden Gehäuse versehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens ein elastisches Dämpfungselement (9) in das Lüftergehäuse (2) des Axiallüfters (1) integriert ist, welches derart angeordnet ist, dass es zwischen dem Lüfterrad (6) und den Befestigungsmitteln (3) zur Befestigung des Axiallüfters (1) wirksam ist.
Lüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den vier Eckbereichen jeweils ein elastisches Dämpfungselement (9) vorgesehen ist, wobei die Befestigungsmittel (3) jeweils innerhalb eines elastischen Dämpfungselements (9) angeordnet sind.
Lüfter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungselemente (9) in Axialrichtung eine größere Länge haben als der Luftleitrahmen (10), so dass die Dämpfungselemente (9) den Luftleitrahmen (10) an mindestens einer Stirnseite axial überragen.
Lüfter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungselemente (9) den Luftleitrahmen (10) an beiden Stirnseiten axial überragen.
Lüfter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungselemente (9) den Luftleitrahmen (10) an einer oder beiden Stirnseite(n) axial um mindestens 0,5 Millimeter, vorzugsweise um mindestens 1 Millimeter überragen.
Lüfter nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Dämpfungselemente (9) stoffschlüssig am Luftleitrahmen (10), insbesondere an den Außenseiten des Luftleitrahmens (10) befestigt sind.
Lüfter nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in Axialrichtung betrachtet der Luftleitrahmen (10) zumindest annähernd einen achteckigen oder runden Querschnitt hat und dass die elastischen Dämpfungselemente (9) jeweils einen zumindest annähernd dreieckigen Querschnitt bzw. einen zumindest annähernd dreieckigen Querschnitt mit konkav gewölbter Grundseite haben.
Lüfter nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel (3) durch Bohrungen gebildet sind, welche jeweils eine in dem jeweiligen elastischen Dämpfungselement (9) aufgenommene oder eingegossene, vorzugsweise aus Metall oder Kunststoff bestehende, Gewindehülse (13) mit einem Innengewinde umfassen.
Lüfter nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lüfterrad (6) in Lagermitteln gelagert ist, die über Verbindungsmittel (4) mit dem Lüftergehäuse (2) verbunden sind, wobei die Verbindungsmittel (4) einen zentralen Lagerbereich (5) umfassen, an dem die Lagermittel vermittels mindestens eines elastischen Dämpfungselementes (9) befestigt sind.
Lüfter nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lüfterrad (6) in Lagermitteln gelagert ist, die an einem zentralen Lagerbereich (5) befestigt sind, welcher über mehrere Verbindungsarme (4) mit dem Lüftergehäuse (2) verbunden ist, wobei jeder Verbindungsarm (4) mindestens ein elastisches Dämpfungselement (9) umfasst.
Lüfter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein elastisch federndes Dämpfungselement (9), vorzugsweise mittig, in jeden Verbindungsarm (4) eingeformt ist.
Lüfter nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagermittel sowohl in axialer Richtung als auch in radialer Richtung sowie in rotatorischer Richtung elastisch bewegbar mit dem Lüftergehäuse (2) verbunden sind.
Lüfter nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Dämpfungselemente (9) aus Gummi oder Kautschukmaterial oder aus einem elastisch nachgiebigen Kunststoff bestehen.
Computer, insbesondere PC, dadurch gekennzeichnet, dass er einen Lüfter (1) nach einem der vorherigen Ansprüche enthält.