EP3116366A1 - Staubsaugergebläse - Google Patents

Staubsaugergebläse

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Publication number
EP3116366A1
EP3116366A1 EP15709193.5A EP15709193A EP3116366A1 EP 3116366 A1 EP3116366 A1 EP 3116366A1 EP 15709193 A EP15709193 A EP 15709193A EP 3116366 A1 EP3116366 A1 EP 3116366A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bearing
ball bearing
damping element
outer ring
motor shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP15709193.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dieter Manger
Marie-Christin DIETZ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Hausgeraete GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BSH Hausgeraete GmbH filed Critical BSH Hausgeraete GmbH
Publication of EP3116366A1 publication Critical patent/EP3116366A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C27/00—Elastic or yielding bearings or bearing supports, for exclusively rotary movement
    • F16C27/06—Elastic or yielding bearings or bearing supports, for exclusively rotary movement by means of parts of rubber or like materials
    • F16C27/066—Ball or roller bearings
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • A47L9/28—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means
    • A47L9/2836—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means characterised by the parts which are controlled
    • A47L9/2842—Suction motors or blowers
    • 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
    • F04D29/05—Shafts or bearings, or assemblies thereof, specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/056—Bearings
    • F04D29/059—Roller bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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    • F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/661—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/668—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps damping or preventing mechanical vibrations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
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    • F16C33/76—Sealings of ball or roller bearings
    • F16C33/78—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members
    • F16C33/7816—Details of the sealing or parts thereof, e.g. geometry, material
    • F16C33/783—Details of the sealing or parts thereof, e.g. geometry, material of the mounting region
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    • F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/04—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly
    • F16C19/06—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly with a single row or balls
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    • F16C2314/00—Personal or domestic articles, e.g. household appliances such as washing machines, dryers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16C27/00—Elastic or yielding bearings or bearing supports, for exclusively rotary movement
    • F16C27/08—Elastic or yielding bearings or bearing supports, for exclusively rotary movement primarily for axial load, e.g. for vertically-arranged shafts
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    • F16C33/78—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members
    • F16C33/784—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members mounted to a groove in the inner surface of the outer race and extending toward the inner race
    • F16C33/7843—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members mounted to a groove in the inner surface of the outer race and extending toward the inner race with a single annular sealing disc
    • F16C33/7853—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members mounted to a groove in the inner surface of the outer race and extending toward the inner race with a single annular sealing disc with one or more sealing lips to contact the inner race
    • F16C33/7856—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members mounted to a groove in the inner surface of the outer race and extending toward the inner race with a single annular sealing disc with one or more sealing lips to contact the inner race with a single sealing lip
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C35/00—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
    • F16C35/04—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers in the case of ball or roller bearings
    • F16C35/06—Mounting or dismounting of ball or roller bearings; Fixing them onto shaft or in housing
    • F16C35/07—Fixing them on the shaft or housing with interposition of an element
    • F16C35/077—Fixing them on the shaft or housing with interposition of an element between housing and outer race ring

Definitions

  • the invention relates to a vacuum cleaner fan, which comprises a housing, an electric motor with a motor shaft and a fan wheel, which is arranged on the motor shaft, wherein the motor shaft with two axially spaced ball bearings is rotatably mounted relative to the housing and wherein an inner ring of a first ball bearing fixed connected to the motor shaft.
  • the shaft of a fan of a blower is mounted at its two ends each with a bearing, wherein the shaft has spirally arranged grooves which suck air through holes in the bearing, so that causes an air bearing in the radial direction becomes.
  • the front end of the shaft is formed with a spherical surface and is in point contact with the center of an end surface of the bearing.
  • a rotor assembly of a motor comprises a rotor arranged on a shaft, the shaft each having a bearing at its two ends.
  • the bearings are mounted with O-rings in a stator assembly, with the O-rings located on the outside of the bearing or a bearing housing rigidly connected to the bearing. This allows the rotor assembly to rotate above its center of mass above a critical speed.
  • the known bearing assemblies are not optimal when used in a vacuum cleaner fan, in particular with regard to the rigidity and durability of the bearing as well as with respect to the vibration transmission to the housing and the structure-borne sound caused thereby.
  • An inventive vacuum cleaner fan comprises a housing which can be fixedly mounted in a vacuum cleaner housing or, for example, is a part of the vacuum cleaner housing or can be integrated in this.
  • the vacuum cleaner fan serves to generate a suction air flow and generates for this purpose in particular a negative pressure.
  • the housing may include means for guiding the suction air flow.
  • the vacuum cleaner fan further includes an electric motor having a motor shaft carrying a rotor.
  • the vacuum cleaner fan further includes a driven by the electric motor fan, which is in particular fixedly mounted on the motor shaft and which is designed to generate the suction air flow or the negative pressure.
  • the motor shaft is mounted in two ball bearings, which are axially spaced from each other.
  • a first ball bearing is arranged in an end region of the motor shaft in which the fan wheel is fastened, and a second ball bearing in an end region of the motor shaft opposite this end.
  • the first ball bearing comprises an inner ring and an outer ring, between the rolling elements, in particular balls, are mounted.
  • the ball bearing is preferably designed as a deep groove ball bearing.
  • the inner ring of the first ball bearing is firmly connected to the motor shaft and sits without play on this.
  • the inner ring may for example be firmly connected to the motor shaft by gluing or by a play-free fit.
  • the outer ring of the first ball bearing is supported on an axial outer surface via an elastic damping element in a bearing seat connected to the housing.
  • the outer ring is supported in the axial direction against a surface of the bearing seat or held in the axial direction via the elastic damping element.
  • the bearing seat may be formed directly in the housing or formed by a component connected to the housing, such as a guide for guiding the air flow generated by the fan.
  • the outer ring of the first ball bearing is mounted with radial play in the bearing seat, that a radial outer surface of the outer ring of the first ball bearing is arranged without contact with the bearing seat. In the radial direction, i. in a plane which is perpendicular to the longitudinal axis of the motor shaft, the first ball bearing is thus freely movable or elastically held only on the fitting on the axial outer surface of the outer ring elastic damping element.
  • the center of mass is the center of mass and the center of gravity of the rotor, which includes the motor shaft and the rotor, and the other firmly connected to the motor shaft and co-rotating components, ie in particular the fan and the inner rings of the ball bearings.
  • the critical speed may be, for example, about 20,000 1 / min, with a speed of, for example, up to 60,000 1 / min can be achieved in operation.
  • a high smoothness of the vacuum cleaner fan can be achieved in this way, whereby the coupling of structure-borne noise is further reduced in the housing.
  • the first ball bearing is arranged close to that end of the motor shaft which carries the fan, and a second ball bearing is arranged on the opposite end of the fan wheel of the motor shaft, wherein an inner ring of the second ball bearing fixed to the motor shaft and a Outer ring of the second ball bearing is firmly connected to the housing.
  • the inner ring may for example be glued to the motor shaft or fixed with a play-free fit on this, and the outer ring may in particular be glued to a further bearing seat of the housing.
  • the second ball bearing exerts an axially directed force on the motor shaft, through which the outer ring of the first ball bearing is pressed against the elastic damping element and / or this is pressed against the bearing surface of the bearing seat.
  • the first ball bearing is loaded in the axial direction such that the elastic damping element is held between a bearing surface of the bearing seat and the axial outer surface of the outer ring of the first ball bearing.
  • the axial fixing of the storage is further improved.
  • this increases the static friction between the outer ring of the first ball bearing or the bearing seat and the elastic damping element, whereby sliding friction, which could occur due to the radial mobility of the outer ring, is reliably avoided.
  • the durability of the storage can be further increased.
  • the vacuum cleaner fan in particular the fan and a nozzle of the housing, is designed such that when the fan is driven to generate a negative pressure, this exerts an axial force on the motor shaft through which the outer ring of the first ball bearing to the elastic damping element and this is pressed into the bearing seat or on the bearing surface.
  • the axial position of the motor shaft is set more precisely and increases the static friction between the elastic damping element and the outer ring of the first ball bearing or the bearing surface, whereby the durability is improved.
  • the employment of the first and the second ball bearing and the negative pressure generated by the fan to increase the pressing force exerted by the outer ring of the first ball bearing on the damping element together.
  • the axial outer side of the outer ring of the first ball bearing is in this case the fan wheel facing side of the outer ring, and the employment of the ball bearing corresponds to an O-employment. As a result, the durability can be further increased.
  • the elastic damping element is designed such that it allows an axial and a radial movement of the outer ring of the first ball bearing relative to the bearing seat.
  • the elastic damping element is so elastic formed so that even if the outer ring of the first ball bearing bears with its axial outer side fixed to one side of the elastic damping element and the elastic damping element bears with its other side fixed to a bearing surface of the bearing seat, a radial movement of the outer ring relative to the bearing seat can take place ,
  • the solid concerns of the damping element on the bearing surface or on the axial outer side of the outer ring can be achieved by cohesive, positive and / or non-positive connection.
  • the elastic damping element is formed as a disc which is arranged between the axial outside, in particular between an axial end wall of the outer ring or a sealing disc of the first ball bearing, and a bearing surface of the bearing seat.
  • the elastic damping element may be formed as a separate component.
  • the elastic damping element can be connected to the outer ring, for example, adhered to the axial outer side of the outer ring or on a sealing disc connected thereto. As a result, the assembly of the bearing assembly is facilitated in such a way that the motor shaft can be used with the seated on this first ball bearing and connected to the outer ring of the first ball bearing elastic damping element in the bearing seat.
  • the elastic damping element is integrally formed on a sealing disc of the first ball bearing.
  • the sealing disc is fixedly connected to the outer ring of the first ball bearing and may consist of an elastic material or be coated by such. Because of that the elastic Damping element is formed integrally with the sealing disc, the manufacture and assembly of the elastic damping element are further simplified.
  • the elastic damping element is flush with the outside of the outer ring of the first ball bearing or projects beyond it.
  • a particularly simple assembly can thereby be made possible, wherein at the same time when inserting the first ball bearing in the bearing seat centering, which ensures that the outer side of the outer ring does not touch the bearing seat.
  • a flush with the outer side of the outer ring design of the elastic damping element is preferred when the bearing seat is formed frusto-conical, wherein the outer diameter of the elastic damping element corresponds approximately to the inner diameter of the cone in the area of this final bearing surface. That the elastic damping element projects beyond an axial extension of the outer side of the outer ring is preferred when the bearing seat is cylindrical.
  • the outer diameter of the elastic damping element substantially corresponds to the inner diameter of the cylinder.
  • the elastic damping element is designed in particular as an annular disc with a rectangular, round or semicircular cross-sectional shape.
  • the elastic damping element may have a profiled surface, which in particular forms elevations, such as nubs, points or points.
  • the axial outer surface of the outer ring or the surface of the bearing surface of the bearing seat can be profiled.
  • the elastic damping element on one or both sides of a profiled surface which corresponds to a profiled surface of the bearing surface of the bearing seat and / or the outer side of the outer ring, so that elevations of one surface in depressions of the other can be used.
  • the correct position assembly of the elastic damping element or provided with this ball bearing facilitates and centering causes and the frictional engagement can be further improved.
  • FIG. 1 a and 1 b shows a part of a vacuum cleaner fan according to the prior art in a partially sectioned view, wherein Figure 1 b shows an enlarged detail of Figure 1 a ..;
  • Fig. 2 shows a first embodiment of the invention in one of the Figure 1 b corresponding view.
  • Fig. 4 is a used in an A-bearing according to a third embodiment of the vacuum cleaner fan according to the invention ball bearing in a sectional view. Detailed description based on three embodiments
  • Fig. 1 a and 1 b is shown in schematic form a part of a vacuum cleaner fan according to a prior art.
  • the fan 1 which is designed to generate a negative pressure, is firmly seated on the motor shaft 2 of a drive motor, which further comprises the seated on the motor shaft 2 rotor 3, which cooperates with a not-shown stator of the motor.
  • the motor shaft 2 is mounted in the region of that end which carries the fan 1 in a first ball bearing 4, which is also referred to as A-bearing.
  • the opposite end of the motor shaft is mounted in a second ball bearing 5, which is referred to as B-bearing.
  • the first ball bearing 4 comprises an inner ring 6, which sits firmly on the motor shaft 2, and an outer ring 7, between which the balls 8 of the ball bearing are arranged in a cage.
  • the outer ring is held without play in the guide 9, which is fixedly connected to the housing, not shown, of the vacuum cleaner fan and which is designed to guide the air flow generated by the fan 1.
  • the second ball bearing 5 has an inner ring 10 and an outer ring 1 1, between which run in a cage, the balls 12 of the ball bearing.
  • the first and the second ball bearings 4, 5 are designed as deep groove ball bearings, wherein the grooves, in which the balls 8, 12 are guided, are not shown for the sake of simplicity.
  • the outer ring 1 1 of the second ball bearing 5 is loaded by a conical spring 13 to bias by a position of the second ball bearing 5 against the first ball bearing 4 this form of O-employment against each other, the force lines of action corresponding to the O-employment , In Fig. 1 a are indicated by dash-dotted lines. Thereafter, the outer ring 1 1 of the second ball bearing 5 is fixed in a bearing seat, not shown, of the housing by gluing.
  • the longitudinal axis of the motor shaft 2 is designated by the reference numeral 14.
  • the area of the first ball bearing 4 (A-bearing) according to the prior art shown in Fig. 1 a is shown enlarged in Fig. 1 b.
  • the inner ring 6 of the first Ball bearing 4 is between a stage 15 of the motor shaft 2 and a flange 16 which carries the fan 1 (see Fig. 1 a), fixed, in particular rotationally fixed and axially and radially clearance with a tight fit on the motor shaft 2 is placed.
  • the nozzle 9 has a bearing seat 17 which is formed by a perpendicular to the longitudinal axis of the motor shaft 2 stationary bearing surface 18 and a truncated cone bearing wall 19.
  • the outer ring 7 of the first ball bearing 4 is attached with its end wall 20, which forms an axial outer side of the outer ring 7, against the bearing surface 18. Between a radial outer side 21 of the outer ring 7 and the frusto-conical bearing wall 19 remains a wedge-shaped tapered gap 22 which is filled to fix the outer ring 7 in the bearing seat 17 of the nozzle 9 with adhesive.
  • FIG. 2 shows an embodiment of the invention in a representation corresponding to FIG. 1b.
  • an annular damping element 23 is inserted between the end wall 20 of the outer ring 7 of the first ball bearing 4 and the bearing surface 18 of the bearing seat 17.
  • the end wall 20 is therefore not directly on the bearing surface 18, but only on the damping element 23.
  • the first ball bearing is thus inserted radially loose or with a clearance fit in the bearing seat 17.
  • the gap 22 is wedge-shaped. Due to the O position of the bearings 4, 5, the outer ring 7 is pressed against the damping element 23 and this against the bearing surface 18. In this way, the damping element 23 can be held in its position without gluing. An additional contact force is created by the negative pressure generated by the fan 1 and by the force acting on the motor shaft 2 in the direction indicated by the arrow force is exerted.
  • the embodiment of the invention shown in Fig. 2 is formed as shown in Fig. 1 a.
  • the interposition of the damping element 23 between the end wall 20 of the outer ring 7 and the bearing surface 18 allows axial mobility of the outer ring 7 and thereby minimizing the axially transmitted vibrations.
  • the missing radial connection of the radial outer side 21 of the outer ring 17 of the first Ball bearing 4 ensures that no vibrations are transmitted radially to the nozzle 9.
  • the elastic bearing also causes a shift of the critical speed to low speeds, for example, about 15 000 1 / min and allows the bearing centering in the conical bearing wall 19 at speeds greater than the critical speed.
  • the bias due to the O-position and the additional force due to the negative pressure generated compress the damping element 23 together.
  • the motor shaft will center itself, i. the center of gravity approaches the axis of rotation; the motor shaft stabilizes and the vacuum cleaner fan runs quieter.
  • This effect is independent of the exact installation position of the shaft and of other forces acting on the shaft.
  • the vibrations transmitted radially from the first ball bearing to the housing can thereby be reduced at operating speed to, for example, 1/5 in comparison to the state of the art shown in FIGS. 1 a and 1 b, almost regardless of which unbalance the motor shaft 2 with the co-rotating components Has. Accordingly, a significant reduction of the sound power level can be achieved.
  • FIG. 3 A sectional view of a second embodiment of the invention is shown in FIG. 3 again.
  • the damping element 23 largely covers the bearing surface 18, the outer edge of the damping element 23 projecting slightly beyond the outer contour of the outer ring 7.
  • the damping element 23 has been connected prior to assembly with the outer ring 7 and the sealing washer 24 of the first ball bearing 4, for example, or sprayed on.
  • the outer ring 7 is inserted with the damping element 23 in the bearing seat 17.
  • the bearing wall 19 is funnel-shaped in a front part to facilitate the insertion of the first ball bearing 4 with the damping element 23 mounted thereon in the bearing seat 17.
  • In the rear part of the bearing wall 19 is cylindrical.
  • the second embodiment is formed as the first.
  • the damping element is designed in the described embodiments as a silicone rubber ring with an outer diameter of about 22 mm, an inner diameter of about 16 mm and a thickness of about 0.5 mm.
  • Fig. 4 is an embodiment of the first ball bearing 4 with a one piece with a sealing washer 24 executed damping element 23 is shown enlarged in section.
  • the sealing washer 24 seals the cage 25, in which the balls 8 run, from the outside and is fixed to the outer ring 7, in particular rotationally fixed, connected.
  • the damping element 23 is integrally connected to the sealing washer 24 via a connecting portion 27.
  • the damping element terminates flush with the outer side 21 of the outer ring 7 or ends slightly within an extension of the outer side 21 and is designed as a ring with a thickness of about 0.3 mm and an outer diameter of about 22 mm, facing away from the outer ring 7 , substantially flat surface has an inner diameter of about 19 mm.
  • a vacuum cleaner fan according to this embodiment of the invention is constructed like the first embodiment described above.

Landscapes

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Abstract

Ein Staubsaugergebläse umfasst ein Gehäuse, einen Elektromotor mit einer Motorwelle (2) sowie ein Lüfterrad (1), das auf der Motorwelle (2) angeordnet ist, wobei die Motorwelle (2) mit zwei axial voneinander beabstandeten Kugellagern gegenüber dem Gehäuse drehbar gelagert ist, wobei ein Innenring (6) eines ersten Kugellagers (4) fest mit der Motorwelle (2) verbunden ist, und wobei ein Außenring (7) des ersten Kugellagers (4) sich in axialer Richtung über ein elastisches Dämpfungselement (23) gegen eine Lagerfläche (18) eines Lagersitzes (17) abstützt und in radialer Richtung ohne Berührung mit dem Lagersitz (17) angeordnet ist. Hierdurch ist eine Verbesserung hinsichtlich der Dauerhaltbarkeit der Lagerung und/oder hinsichtlich der Schwingungsübertragung auf das Gehäuse erzielbar.

Description

Staubsaugergebläse
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Staubsaugergebläse, das ein Gehäuse, einen Elektromotor mit einer Motorwelle sowie ein Lüfterrad umfasst, das auf der Motorwelle angeordnet ist, wobei die Motorwelle mit zwei axial voneinander beabstandeten Kugellagern gegenüber dem Gehäuse drehbar gelagert ist und wobei ein Innenring eines ersten Kugellagers fest mit der Motorwelle verbunden ist.
Hintergrund der Erfindung
Bei einem bekannten Staubsaugergebläse ist eine Motorwelle in zwei axial voneinander beabstandeten Kugellagern gelagert, wobei die beiden Lager in O-Anordnung angestellt sind. Beide Lager sind in ihrem jeweiligen Lagersitz fest mit Hilfe einer Verklebung fixiert. Die durch die Anstellung erzielte Vorspannung wird im Betrieb durch den vom Lüfterrad erzeugten Unterdruck, welcher an der Motorwelle zieht, zusätzlich erhöht. Hierdurch sind eine Spielfreiheit und eine hohe Steifigkeit erzielbar, da beide Lager axial tragen.
Eine wichtige Eigenschaft von Staubsaugern ist das beim Betrieb entstehende Geräusch, zu dem unter anderem der beim Staubsauger am Gebläse entstehende und über die mechanische Ankopplung des Gebläses auf das Gehäuse des Staubsaugers übertragene Körperschall beiträgt. Zur Reduzierung des Körperschalls ist es bekannt, die Motorwelle spielbehaftet zu lagern.
In dem Patent US 4,969,797 wird vorgeschlagen, dass die Welle eines Lüfterrads eines Gebläses an ihren beiden Enden jeweils mit einem Lager gelagert ist, wobei die Welle spiralförmig angeordnete Rillen aufweist, die durch Löcher im Lager Luft ansaugen, so dass in radialer Richtung eine Luftlagerung bewirkt wird. Das vordere Ende der Welle ist mit einer Kugelfläche ausgebildet und steht in punktförmigem Kontakt mit dem Mittelpunkt einer Endfläche des Lagers.
Gemäß WO 2005/029680 A1 umfasst eine Rotorbaugruppe eines Motors einen auf einer Welle angeordneten Rotor, wobei die Welle an ihren beiden Enden jeweils ein Lager aufweist. Die Lager sind mit O-Ringen in einer Statorbaugruppe montiert, wobei die O- Ringe auf der Außenseite des Lagers bzw. eines mit dem Lager fest verbundenen Lagergehäuses angeordnet sind. Dadurch kann die Rotorbaugruppe oberhalb einer kritischen Drehzahl um ihren Massenmittelpunkt rotieren.
Die bekannten Lageranordnungen sind jedoch bei der Verwendung in einem Staubsaugergebläse nicht optimal, insbesondere hinsichtlich der Steifigkeit und Dauerhaltbarkeit der Lagerung sowie hinsichtlich der Schwingungsübertragung auf das Gehäuse und des dadurch verursachten Körperschalls.
Der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein gattungsgemäßes Staubsaugergebläse anzugeben, das insbesondere hinsichtlich der Dauerhaltbarkeit der Lagerung und/oder hinsichtlich der Schwingungsübertragung auf das Gehäuse verbessert ist.
Erfindungsgemäße Lösung
Die Bezugszeichen in sämtlichen Ansprüchen haben keine einschränkende Wirkung, sondern sollen lediglich deren Lesbarkeit verbessern.
Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt durch ein Staubsaugergebläse mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Ein erfindungsgemäßes Staubsaugergebläse umfasst ein Gehäuse, das feststehend in einem Staubsaugergehäuse montiert werden kann oder beispielsweise ein Teil des Staubsaugergehäuses ist oder in dieses integriert sein kann. Das Staubsaugergebläse dient zur Erzeugung eines Saugluftstroms und erzeugt hierfür insbesondere einen Unterdruck. Das Gehäuse kann Einrichtungen zur Führung des Saugluftstroms aufweisen. Das Staubsaugergebläse umfasst weiterhin einen Elektromotor, der eine Motorwelle, die einen Läufer trägt, aufweist. Das Staubsaugergebläse umfasst ferner ein von dem Elektromotor antreibbares Lüfterrad, das insbesondere fest auf der Motorwelle montiert ist und das zur Erzeugung des Saugluftstroms bzw. des Unterdrucks ausgebildet ist. Die Motorwelle ist in zwei Kugellagern gelagert, die axial voneinander beabstandet sind. Insbesondere ist ein erstes Kugellager in einem Endbereich der Motorwelle, in dem das Lüfterrad befestigt ist, und ein zweites Kugellager in einem diesem entgegengesetzten Endbereich der Motorwelle angeordnet. Das erste Kugellager umfasst einen Innenring und einen Außenring, zwischen dem Wälzkörper, insbesondere Kugeln, gelagert sind. Das Kugellager ist vorzugsweise als Rillenkugellager ausgebildet. Der Innenring des ersten Kugellagers ist fest mit der Motorwelle verbunden und sitzt spielfrei auf dieser. Der Innenring kann beispielsweise mit der Motorwelle durch Verklebung oder durch eine spielfreie Passung fest verbunden sein.
Erfindungsgemäß ist der Außenring des ersten Kugellagers an einer axialen Außenfläche über ein elastisches Dämpfungselement in einem mit dem Gehäuse verbundenen Lagersitz abgestützt. Insbesondere ist der Außenring in axialer Richtung gegen eine Fläche des Lagersitzes abgestützt oder über das elastische Dämpfungselement in axialer Richtung gehalten. Der Lagersitz kann unmittelbar in dem Gehäuse eingeformt sein oder von einem mit dem Gehäuse verbundenen Bauteil, etwa einem Leitapparat zur Führung des von dem Lüfterrad erzeugten Luftstroms, gebildet werden. Weiterhin erfindungsgemäß ist der Außenring des ersten Kugellagers derart mit radialem Spiel im Lagersitz gelagert, dass eine radiale Außenfläche des Außenrings des ersten Kugellagers ohne Berührung mit dem Lagersitz angeordnet ist. In radialer Richtung, d.h. in einer Ebene, die senkrecht zur Längsachse der Motorwelle steht, ist das erste Kugellager somit frei beweglich oder lediglich über das an der axialen Außenfläche des Außenrings ansetzende elastische Dämpfungselement elastisch gehalten.
Dadurch, dass der Außenring des ersten Kugellagers an einer axialen Außenfläche über ein elastisches Dämpfungselement abgestützt ist, kann die Einkopplung von axialen Schwingungen in den Lagersitz und damit in das Gehäuse weitgehend unterdrückt werden. Ferner kann die Einkopplung von Schwingungen in radialer Richtung dadurch, dass die radiale Außenfläche den Lagersitz nicht berührt, weitestgehend vermieden werden. Weiterhin kann dadurch, dass der Außenring des ersten Kugellagers nur über das elastische Dämpfungselement mit dem Lagersitz mechanisch in Verbindung steht, bei Drehzahlen oberhalb einer kritischen Drehzahl eine Rotation der Motorwelle um einen Massenmittelpunkt ermöglicht werden, selbst wenn dieser nicht auf der Längsachse der Motorwelle liegt. Der Massenmittelpunkt ist dabei der Massenmittelpunkt bzw. der Schwerpunkt des Rotors, der die Motorwelle und den Läufer umfasst, sowie der weiteren mit der Motorwelle fest verbundenen und mitrotierenden Bauteile, d.h. insbesondere des Lüfterrads und der Innenringe der Kugellager. Die kritische Drehzahl kann beispielsweise bei etwa 20 000 1/min liegen, wobei im Betrieb eine Drehzahl von beispielsweise bis zu 60 000 1/min erreicht werden kann. Bei Betriebsdrehzahl des Motors kann auf diese Weise eine hohe Laufruhe des Staubsaugergebläses erzielt werden, wodurch die Einkopplung von Körperschall in das Gehäuse weiter reduziert wird.
Bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung
Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das erste Kugellager nahe an demjenigen Ende der Motorwelle angeordnet, das das Lüfterrad trägt, und ein zweites Kugellager ist an dem dem Lüfterrad entgegengesetzten Ende der Motorwelle angeordnet, wobei ein Innenring des zweiten Kugellagers fest mit der Motorwelle und ein Außenring des zweiten Kugellagers fest mit dem Gehäuse verbunden ist. Der Innenring kann beispielsweise mit der Motorwelle verklebt oder mit einer spielfreien Passung auf dieser befestigt sein, und der Außenring kann insbesondere mit einem weiteren Lagersitz des Gehäuses verklebt sein. Hierdurch wird das dem Lüfterrad entgegengesetzte Ende der Motorwelle in axialer und radialer Richtung spielfrei gegenüber dem Gehäuse des Staubsaugergebläses gelagert. Zusammen mit der beschriebenen Loslagerung des ersten Kugellagers ergibt sich hierdurch eine in axialer Richtung bestimmte, jedoch in radialer Richtung im Bereich des Lüfterrads bewegliche Lagerung. Hierdurch ist auf einfache Weise eine ausreichend hohe Steifigkeit der Lagerung bei einer hohen Laufruhe des Staubsaugergebläses erreichbar. Weiterhin ist es bevorzugt, dass das zweite Kugellager eine axial gerichtete Kraft auf die Motorwelle ausübt, durch die der Außenring des ersten Kugellagers an das elastische Dämpfungselement gedrückt wird und/oder dieses gegen die Lagerfläche des Lagersitzes gedrückt wird. Durch eine derartige Anstellung, die insbesondere als O-Anstellung ausgebildet sein kann, wird das erste Kugellager derart in axialer Richtung belastet, dass das elastische Dämpfungselement zwischen einer Lagerfläche des Lagersitzes und der axialen Außenfläche des Außenrings des ersten Kugellagers gehalten wird. Hierdurch wird die axiale Festlegung der Lagerung weiter verbessert. Ferner wird hierdurch die Haftreibung zwischen dem Außenring des ersten Kugellagers bzw. dem Lagersitz und dem elastischen Dämpfungselement erhöht, wodurch Gleitreibung, die aufgrund der radialen Beweglichkeit des Außenrings auftreten könnte, sicher vermieden wird. Hierdurch kann die Haltbarkeit der Lagerung weiter erhöht werden.
In bevorzugter Weise ist das Staubsaugergebläse, insbesondere das Lüfterrad und ein Leitapparat des Gehäuses, derart ausgebildet, dass dann, wenn das Lüfterrad zur Erzeugung eines Unterdrucks angetrieben wird, dieses eine axiale Kraft auf die Motorwelle ausübt, durch die der Außenring des ersten Kugellagers an das elastische Dämpfungselement und dieses in den Lagersitz bzw. an die Lagerfläche gedrückt wird. Hierdurch wird die Axialposition der Motorwelle genauer festgelegt und die Haftreibung zwischen dem elastischen Dämpfungselement und dem Außenring des ersten Kugellagers bzw. der Lagerfläche erhöht, wodurch die Dauerhaltbarkeit verbessert wird.
In besonders bevorzugter Weise wirken die Anstellung des ersten und des zweiten Kugellagers und der vom Lüfterrad erzeugte Unterdruck zur Erhöhung der Andruckkraft, die der Außenring des ersten Kugellagers auf das Dämpfungselement ausübt, zusammen. Die axiale Außenseite des Außenrings des ersten Kugellagers ist in diesem Fall die dem Lüfterrad zugewandte Seite des Außenrings, und die Anstellung der Kugellager entspricht einer O-Anstellung. Hierdurch kann die Dauerhaltbarkeit weiter gesteigert werden.
Vorzugsweise ist das elastische Dämpfungselement derart ausgebildet, dass es eine axiale und eine radiale Bewegung des Außenrings des ersten Kugellagers relativ zum Lagersitz ermöglicht. Insbesondere ist das elastische Dämpfungselement derart elastisch ausgebildet, dass auch dann, wenn der Außenring des ersten Kugellagers mit seiner axialen Außenseite fest an einer Seite des elastischen Dämpfungselements anliegt und das elastische Dämpfungselement mit seiner anderen Seite fest an einer Lagerfläche des Lagersitzes anliegt, eine radiale Bewegung des Außenrings relativ zum Lagersitz erfolgen kann. Das feste Anliegen des Dämpfungselements an der Lagerfläche bzw. an der axialen Außenseite des Außenrings kann durch stoffschlüssige, formschlüssige und/oder kraftschlüssige Verbindung erreicht werden. So ist insbesondere keine stoffschlüssige Verbindung des elastischen Dämpfungselements mit dem Lagersitz und dem Außenring erforderlich, sondern es kann beispielsweise durch die vom Außenring auf das Dämpfungselement ausgeübte Andruckkraft das Dämpfungselement durch Haftreibung gehalten werden. Dadurch, dass das elastische Dämpfungselement durch Verformung eine axiale und eine radiale Bewegung des Außenrings relativ zum Lagersitz ermöglicht, kann Gleitreibung zwischen dem elastischen Dämpfungselement und dem Lagersitz und/oder dem Außenring vermieden werden und dadurch die Haltbarkeit der Lagerung gesteigert werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das elastische Dämpfungselement als eine Scheibe ausgebildet, die zwischen der axialen Außenseite, insbesondere zwischen einer axialen Stirnwand des Außenrings oder einer Dichtscheibe des ersten Kugellagers, und einer Lagerfläche des Lagersitzes angeordnet ist. Hierdurch wird auf besonders einfache Weise eine Abstützung des Außenrings des ersten Kugellagers unter Zwischenschaltung des elastischen Dämpfungselements gegen den Lagersitz ermöglicht. Das elastische Dämpfungselement kann als separates Bauteil ausgebildet sein. In weiter vorteilhafter Weise kann das elastische Dämpfungselement mit dem Außenring verbunden sein, beispielsweise auf die axiale Außenseite des Außenrings oder auf eine mit diesem verbundene Dichtscheibe aufgeklebt. Hierdurch wird die Montage der Lageranordnung in der Weise erleichtert, dass die Motorwelle mit dem auf dieser sitzenden ersten Kugellager und dem mit dem Außenring des ersten Kugellagers verbundenen elastischen Dämpfungselement in den Lagersitz eingesetzt werden kann.
Weiterhin ist es bevorzugt, dass das elastische Dämpfungselement einteilig an eine Dichtscheibe des ersten Kugellagers angeformt ist. Die Dichtscheibe ist fest mit dem Außenring des ersten Kugellagers verbunden und kann aus einem elastischen Material bestehen oder von einem solchen überzogen sein. Dadurch, dass das elastische Dämpfungselement einteilig mit der Dichtscheibe ausgebildet ist, werden die Herstellung und die Montage des elastischen Dämpfungselements weiter vereinfacht.
Gemäß bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung schließt das elastische Dämpfungselement mit der Außenseite des Außenrings des ersten Kugellagers bündig ab oder steht über diese vor. Je nach Ausbildung des Lagersitzes kann hierdurch eine besonders einfache Montage ermöglicht werden, wobei beim Einsetzen des ersten Kugellagers in den Lagersitz zugleich eine Zentrierung erfolgt, die gewährleistet, dass die Außenseite des Außenrings den Lagersitz nicht berührt. Eine mit der Außenseite des Außenrings bündige Ausbildung des elastischen Dämpfungselements ist bevorzugt, wenn der Lagersitz stumpfkegelig ausgebildet ist, wobei der Außendurchmesser des elastischen Dämpfungselements etwa dem Innendurchmesser des Kegels im Bereich der diesen abschließenden Lagerfläche entspricht. Dass das elastische Dämpfungselement über eine axiale Verlängerung der Außenseite des Außenrings vorsteht, ist bevorzugt, wenn der Lagersitz zylindrisch ausgebildet ist. In diesem Fall entspricht der Außendurchmesser des elastischen Dämpfungselements im Wesentlichen dem Innendurchmesser des Zylinders. In beiden Fällen kann auf einfache Weise sichergestellt werden, dass der Außenring des ersten Kugellagers innerhalb des Lagersitzes berührungslos angeordnet ist.
Das elastische Dämpfungselement ist insbesondere als ringförmige Scheibe mit einer rechteckigen, runden oder halbrunden Querschnittsform ausgebildet. Hierdurch wird in einfacher Weise eine Abstützung gegen eine Lagerfläche des Lagersitzes eine radiale Beweglichkeit des Außenrings des ersten Kugellagers sowie ggf. eine Zentrierung im Lagersitz ermöglicht.
In vorteilhafter Weise kann das elastische Dämpfungselement eine profilierte Oberfläche aufweisen, die insbesondere Erhöhungen, etwa Noppen, Zacken oder Spitzen, bildet. Alternativ oder zusätzlich kann die axiale Außenfläche des Außenrings bzw. die Oberfläche der Lagerfläche des Lagersitzes profiliert sein. Hierdurch kann die Haftreibung mit der Lagerfläche des Lagersitzes und/oder der axialen Außenfläche des Außenrings des ersten Kugellagers erhöht und ein sicherer Reibschluss gewährleistet werden. In besonders bevorzugter Weise weist das elastische Dämpfungselement auf einer oder beiden Seiten eine profilierte Oberfläche auf, die mit einer profilierten Oberfläche der Lagerfläche des Lagersitzes und/oder der Außenseite des Außenrings korrespondiert, so dass Erhöhungen einer Oberfläche in Vertiefungen der jeweils anderen eingesetzt werden können. Hierdurch kann die lagerichtige Montage des elastischen Dämpfungselements bzw. des mit diesem versehenen Kugellagers erleichtert und eine Zentrierung bewirkt sowie der Reibschluss weiter verbessert werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden nachfolgend an Hand dreier in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele, auf welche die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, näher beschrieben.
Es zeigen schematisch:
Fig. 1 a und 1 b einen Teil eines Staubsaugergebläses gemäß dem Stand der Technik in teilweise geschnittener Ansicht, wobei Fig. 1 b einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1 a zeigt;
Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer der Fig. 1 b entsprechenden Ansicht;
Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Schnittansicht; und schließlich
Fig. 4 ein in einem A-Lager gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Staubsaugergebläses verwendetes Kugellager in einer Schnittansicht. Ausführliche Beschreibung anhand von drei Ausführungsbeispielen
Bei der nachfolgenden Beschreibung zweier bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten. Der Übersichtlichkeit halber sind nicht in allen Figuren alle Bezugszeichen dargestellt.
In Fig. 1 a und 1 b ist in schematischer Form ein Teil eines Staubsaugergebläses gemäß einem Stand der Technik dargestellt. Das Lüfterrad 1 , das zur Erzeugung eines Unterdrucks ausgebildet ist, sitzt fest auf der Motorwelle 2 eines Antriebsmotors, der weiterhin den auf der Motorwelle 2 sitzenden Läufer 3 umfasst, der mit einem nicht näher dargestellten Stator des Motors zusammenwirkt. Die Motorwelle 2 ist im Bereich desjenigen Endes, das das Lüfterrad 1 trägt, in einem ersten Kugellager 4 gelagert, das auch als A-Lager bezeichnet wird. Das gegenüberliegende Ende der Motorwelle ist in einem zweiten Kugellager 5 gelagert, das als B-Lager bezeichnet wird. Das erste Kugellager 4 umfasst einen Innenring 6, der fest auf der Motorwelle 2 sitzt, und einen Außenring 7, zwischen denen in einem Käfig die Kugeln 8 des Kugellagers angeordnet sind. Der Außenring ist spielfrei in dem Leitapparat 9 gehalten, der fest mit dem nicht dargestellten Gehäuse des Staubsaugergebläses verbunden ist und der zur Führung des von dem Lüfterrad 1 erzeugten Luftstroms ausgebildet ist. Das zweite Kugellager 5 weist einen Innenring 10 und einen Außenring 1 1 auf, zwischen denen in einem Käfig die Kugeln 12 des Kugellagers laufen. Das erste und das zweite Kugellager 4, 5 sind als Rillenkugellager ausgebildet, wobei die Rillen, in denen die Kugeln 8, 12 geführt sind, der Einfachheit halber nicht dargestellt sind. Bei der Montage wird der Außenring 1 1 des zweiten Kugellagers 5 durch eine Kegelfeder 13 belastet, um durch eine Anstellung des zweiten Kugellagers 5 gegen das erste Kugellager 4 diese Form einer O-Anstellung gegeneinander vorzuspannen, wobei die Kraftwirkungslinien, die der O-Anstellung entsprechen, in Fig. 1 a strichpunktiert angedeutet sind. Danach wird der Außenring 1 1 des zweiten Kugellagers 5 in einem nicht dargestellten Lagersitz des Gehäuses durch Verkleben fixiert. Die Längsachse der Motorwelle 2 ist mit dem Bezugszeichen 14 bezeichnet.
Der Bereich des ersten Kugellagers 4 (A-Lager) gemäß dem in Fig. 1 a dargestellten Stand der Technik ist vergrößert in Fig. 1 b gezeigt. Der Innenring 6 des ersten Kugellagers 4 ist zwischen einer Stufe 15 der Motorwelle 2 und einem Flansch 16, der das Lüfterrad 1 trägt (siehe Fig. 1 a), fest, insbesondere drehfest und axial und radial spielfrei mit einer festen Passung auf die Motorwelle 2 aufgesetzt. Der Leitapparat 9 weist einen Lagersitz 17 auf, der durch eine senkrecht zur Längsachse der Motorwelle 2 stehende Lagerfläche 18 und eine kegelstumpfformige Lagerwand 19 gebildet wird. Der Außenring 7 des ersten Kugellagers 4 ist mit seiner Stirnwand 20, die eine axiale Außenseite des Außenrings 7 bildet, gegen die Lagerfläche 18 angesetzt. Zwischen einer radialen Außenseite 21 des Außenrings 7 und der kegelstumpfförmigen Lagerwand 19 verbleibt ein keilförmig zulaufender Spalt 22, der zur Fixierung des Außenrings 7 im Lagersitz 17 des Leitapparats 9 mit Klebstoff gefüllt wird.
In Fig. 2 ist eine Ausführungsform der Erfindung in einer der Figur 1 b entsprechenden Darstellung gezeigt. Dabei ist zwischen die Stirnwand 20 des Außenrings 7 des ersten Kugellagers 4 und die Lagerfläche 18 des Lagersitzes 17 ein ringförmiges Dämpfungselement 23 eingesetzt. Die Stirnwand 20 liegt somit nicht direkt an der Lagerfläche 18 an, sondern nur über das Dämpfungselement 23. Zwischen der radialen Außenseite 21 des Außenrings 7 und der konischen Lagerwand 19 verbleibt der Spalt 22, der nicht mit Klebstoff verfüllt wird. Da das Dämpfungselement die Stirnwand 20 des Außenrings 7 auf Abstand zur Lagerfläche 18 hält, ist der Außenring 7 ohne Berührung seiner radialen Außenseite 21 mit dem Lagersitz 17 gehalten. Das erste Kugellager ist somit radial lose bzw. mit einer Spielpassung in den Lagersitz 17 eingesetzt. Zur Erleichterung der Montage ist der Spalt 22 keilförmig ausgebildet. Durch die O-Anstellung der Lager 4, 5 wird der Außenring 7 gegen das Dämpfungselement 23 und dieses gegen die Lagerfläche 18 gedrückt. Hierdurch kann das Dämpfungselement 23 auch ohne Verklebung in seiner Position gehalten werden. Eine zusätzliche Anpresskraft entsteht durch den Unterdruck, der von dem Lüfterrad 1 erzeugt wird und durch den auf die Motorwelle 2 eine in die durch den Pfeil angedeutete Richtung wirkende Kraft ausgeübt wird. Im Übrigen ist das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung wie in Fig. 1 a gezeigt ausgebildet.
Die Zwischenschaltung des Dämpfungselements 23 zwischen die Stirnwand 20 des Außenrings 7 und die Lagerfläche 18 ermöglicht eine axiale Beweglichkeit des Außenrings 7 und dadurch eine Minimierung der axial übertragenen Schwingungen. Die fehlende radiale Anbindung der radialen Außenseite 21 des Außenrings 17 des ersten Kugellagers 4 gewährleistet, dass radial keine Schwingungen auf den Leitapparat 9 übertragen werden. Die elastische Lagerung bewirkt ferner eine Verschiebung der kritischen Drehzahl hin zu kleinen Drehzahlen, beispielsweise etwa 15 000 1/min und erlaubt dem Lager eine Zentrierung in der konischen Lagerwand 19 bei Drehzahlen, die größer als die kritische Drehzahl sind. Die Vorspannung aufgrund der O-Anstellung sowie die zusätzliche Kraft durch den erzeugten Unterdruck drücken das Dämpfungselement 23 zusammen. Die Haftreibung zwischen der Lagerfläche 18 und dem Dämpfungselement 23 und/oder zwischen dem Dämpfungselement 23 und der Stirnwand 20 des Außenrings 7 des ersten Kugellagers 4 gewährleisten, dass der Außenring 7 innerhalb des Leitapparats 9 stillsteht und nicht von der Rotation des Innenrings 6 mitgenommen wird, was eine Reduzierung der Dauerhaltbarkeit zur Folge hätte.
Liegt die Drehzahl weit oberhalb der kritischen Drehzahl, zentriert sich die Motorwelle selbst, d.h. der Schwerpunkt nähert sich der Drehachse; die Motorwelle stabilisiert sich dadurch und das Staubsaugergebläse läuft ruhiger. Dieser Effekt ist unabhängig von der genauen Einbaulage der Welle und von weiteren auf die Welle wirkenden Kräften. Die radial vom ersten Kugellager auf das Gehäuse übertragenen Schwingungen lassen sich hierdurch bei Betriebsdrehzahl auf beispielsweise 1/5 im Vergleich zum in Fig. 1 a und 1 b dargestellten Stand der Technik reduzieren, nahezu unabhängig davon, welche Unwucht die Motorwelle 2 mit den mitrotierenden Bauteilen hat. Dementsprechend kann eine erhebliche Reduzierung des Schallleistungspegels erreicht werden.
Eine Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung gibt Fig. 3 wieder. Wie in Fig. 3 zu erkennen ist, überdeckt das Dämpfungselement 23 die Lagerfläche 18 weitgehend, wobei der Außenrand des Dämpfungselements 23 geringfügig über die Außenkontur des Außenrings 7 vorsteht. Das Dämpfungselement 23 ist vor der Montage mit dem Außenring 7 bzw. der Dichtscheibe 24 des ersten Kugellagers 4 verbunden worden, beispielsweise an- oder aufgespritzt. Bei der Montage wird der Außenring 7 mit dem Dämpfungselement 23 in den Lagersitz 17 eingeführt. Die Lagerwand 19 ist in einem vorderen Teil trichterförmig ausgestaltet, um das Einsetzen des ersten Kugellagers 4 mit dem darauf befestigten Dämpfungselement 23 in den Lagersitz 17 zu erleichtern. Im hinteren Teil ist die Lagerwand 19 zylindrisch ausgebildet. Der Überstand des Dämpfungselements 23 über die radiale Außenseite 21 des Außenrings 7 gewährleistet, dass zwischen der radialen Außenseite 21 und der Lagerwand 19 ein Spalt verbleibt und der Außenring 7 radial die Lagerwand 19 nicht berührt. Im Übrigen ist das zweite Ausführungsbeispiel wie das erste ausgebildet.
Das Dämpfungselement ist in den beschriebenen Ausführungsbeispielen als Silikonkautschukring ausgeführt mit einem Außendurchmesser von ca. 22 mm, einem Innendurchmesser von ca. 16 mm und einer Dicke von ca. 0,5 mm.
In Fig. 4 ist eine Ausbildung des ersten Kugellagers 4 mit einem einteilig mit einer Dichtscheibe 24 ausgeführten Dämpfungselement 23 vergrößert im Schnitt dargestellt. Die Dichtscheibe 24 dichtet den Käfig 25, in dem die Kugeln 8 laufen, nach außen ab und ist mit dem Außenring 7 fest, insbesondere drehfest, verbunden. Am Innenring 6 ist die Dichtscheibe in Dichtungsnuten 26 gleitend gelagert. Das Dämpfungselement 23 ist mit der Dichtscheibe 24 über einen Verbindungsbereich 27 einstückig verbunden. Das Dämpfungselement schließt bündig mit der Außenseite 21 des Außenrings 7 ab oder endet geringfügig innerhalb einer Verlängerung der Außenseite 21 und ist als Ring mit einer Dicke von ca. 0,3 mm und einem Außendurchmesser von ca. 22 mm ausgeführt, dessen vom Außenring 7 abgewandte, im Wesentlichen ebene Fläche einen Innendurchmesser von ca. 19 mm hat. Im Übrigen ist ein Staubsaugergebläse gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung wie das oben beschriebene erste Ausführungsbeispiel aufgebaut.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.
Bezugszeichenliste
1 Lüfterrad
2 Motorwelle
3 Läufer
4 Erstes Kugellager
5 Zweites Kugellager
6 Innenring
7 Außenring
8 Kugel
9 Leitapparat
10 Innenring
1 1 Außenring
12 Kugel
13 Kegelfeder
14 Längsachse
15 Stufe
16 Flansch
17 Lagersitz
18 Lagerfläche
19 Lagerwand
20 Stirnwand
21 Außenseite
22 Spalt
23 Dämpfungselement
24 Dichtscheibe
25 Käfig
26 Dichtungsnut
27 Verbindungsbereich

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1 . Staubsaugergebläse, umfassend ein Gehäuse, einen Elektromotor mit einer Motorwelle (2) sowie ein Lüfterrad (1 ), das auf der Motorwelle (2) angeordnet ist, wobei die Motorwelle (2) mit zwei axial voneinander beabstandeten Kugellagern gegenüber dem Gehäuse drehbar gelagert ist und wobei ein Innenring (6) eines ersten Kugellagers (4) fest mit der Motorwelle (2) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Außenring (7) des ersten Kugellagers (4) sich in axialer Richtung über ein elastisches Dämpfungselement (23) gegen eine Lagerfläche (18) eines Lagersitzes (17) abstützt und in radialer Richtung ohne Berührung mit dem Lagersitz (17) angeordnet ist.
2. Staubsaugergebläse nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kugellager (4) in einem das Lüfterrad (1 ) tragenden Endbereich der Motorwelle (2) angeordnet ist und ein zweites Kugellager (5) an einem entgegengesetzten Ende der Motorwelle (2) angeordnet ist, wobei ein Innenring (10) des zweiten Kugellagers (5) fest mit der Motorwelle (2) und ein Außenring (1 1 ) des zweiten Kugellagers (5) fest mit dem Gehäuse verbunden ist.
3. Staubsaugergebläse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Kugellager (5) eine derart gerichtete axiale Kraft auf die Motorwelle (2) ausübt, dass der Außenring (7) des ersten Kugellagers (4) an das elastische Dämpfungselement (23) und/oder das elastische Dämpfungselement (23) gegen die Lagerfläche (18) des Lagersitzes (17) gedrückt wird.
4. Staubsaugergebläse nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lüfterrad (1 ) und das Gehäuse derart ausgebildet sind, dass, wenn das Lüfterrad (1 ) angetrieben wird, dieses eine derart gerichtete axiale Kraft auf die Motorwelle (2) ausübt, dass der Außenring (7) des ersten Kugellagers (4) an das elastische Dämpfungselement (23) und/oder das elastische Dämpfungselement (23) an die Lagerfläche (18) des Lagersitzes (17) gedrückt wird.
5. Staubsaugergebläse nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Dämpfungselement (23) derart ausgebildet ist, dass eine axiale und eine radiale Bewegung des Außenrings (7) relativ zum Lagersitz (17) ermöglicht wird.
6. Staubsaugergebläse nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Dämpfungselement (23) als eine zwischen einer axialen Stirnwand (20) des Außenrings (7) des ersten Kugellagers (4) und der Lagerfläche (18) des Lagersitzes (17) angeordnete Scheibe ausgebildet ist.
7. Staubsaugergebläse nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Dämpfungselement (23) mit dem Außenring (7) des ersten Kugellagers (4) verbunden ist.
8. Staubsaugergebläse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Dämpfungselement (23) einteilig an eine Dichtscheibe (24) des ersten Kugellagers (4) angeformt ist.
9. Staubsaugergebläse nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Dämpfungselement (23) bündig mit einer radialen Außenseite (21 ) des Außenrings (7) des ersten Kugellagers (4) abschließt oder über diese vorsteht.
10. Staubsaugergebläse nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Dämpfungselement (23) als ringförmige Scheibe mit einer rechteckigen, runden oder halbrunden Querschnittsform ausgebildet ist.
1 1 . Staubsaugergebläse nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Dämpfungselement (23) an seiner zur Lagerfläche (18) und/oder zum Außenring (7) des ersten Kugellagers (4) gerichteten Oberfläche profiliert ist.
12. Staubsaugergebläse nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerfläche (18) und/oder eine axiale Stirnwand (20) des Außenrings (7) des ersten Kugellagers (4) profiliert ist.
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