EP3808987A1 - Turbo machine and household or kitchen appliance with same - Google Patents

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EP3808987A1
EP3808987A1 EP20195888.1A EP20195888A EP3808987A1 EP 3808987 A1 EP3808987 A1 EP 3808987A1 EP 20195888 A EP20195888 A EP 20195888A EP 3808987 A1 EP3808987 A1 EP 3808987A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
shaft
bearings
sleeve
rotation
axis
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Withdrawn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
EP20195888.1A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Hans Joachim Hegemann
Marcel Jablonski
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.)
Miele und Cie KG
Original Assignee
Miele und Cie KG
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 Miele und Cie KG filed Critical Miele und Cie KG
Publication of EP3808987A1 publication Critical patent/EP3808987A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • F04D29/05—Shafts or bearings, or assemblies thereof, specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/056—Bearings
    • F04D29/0563—Bearings cartridges
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00—Pumping installations or systems
    • F04D25/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/08—Units comprising pumps and their driving means the working fluid being air, e.g. for ventilation
    • 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
    • F04D29/053—Shafts
    • 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
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/4206—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/4226—Fan casings
    • F04D29/4253—Fan casings with axial entry and discharge
    • 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
    • F04D29/60—Mounting; Assembling; Disassembling
    • F04D29/62—Mounting; Assembling; Disassembling of radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/624—Mounting; Assembling; Disassembling of radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps

Definitions

  • the invention relates to a turbo machine according to the preamble of claim 1 and a household or kitchen appliance with such a turbo machine according to claim 11.
  • Fluid flow machines can be used, which usually suck in the fluid on a suction side by means of an impeller rotating in a housing and release it again on a pressure side.
  • Fluid flow machines can also be referred to as fans, blowers or fans, for example for moving air, depending on the design and application.
  • Such flow machines are also used in household and kitchen appliances for generating fluid flows.
  • a vacuum cleaner by means of such an air flow, dirt particles and the like are sucked into the vacuum cleaner from a substrate, such as in particular from a floor, and passed through at least one filter.
  • heated air is blown into the drum in order to dry the damp laundry located there and to remove the moisture from the drum with the air flow.
  • hot air can be blown into the cooking space in order to cook the food there.
  • this can be implemented in a steam cooker with hot and humid air.
  • Such flow machines can also be used in household and kitchen appliances to generate a flow of liquid, e.g. for pumping out the washing liquor in a washing machine.
  • the impeller of such a turbomachine is driven for this purpose and the impeller blades, due to their design and arrangement, ensure the desired movement of the fluid or the generation of the fluid flow.
  • Electric motors which transmit their rotational movement to the impeller via a common shaft, are usually used to drive such turbomachines.
  • the impeller can also be referred to as the output of the turbomachine.
  • the electric motor is usually arranged in a stationary manner in the housing of the turbomachine and the shaft is passed through the electric motor. At one end, the shaft protrudes sufficiently far beyond the electric motor, so that the impeller is arranged at this protruding end of the shaft. This end of the shaft can also be used as that of the electric motor facing away from the shaft end.
  • the impeller is usually sufficiently enclosed by the housing of the turbomachine to suck in the fluid through at least one passage opening of the housing on the suction side and through at least one passage opening of the housing on the pressure side to the environment or to another component of a device such as a household appliance or of a kitchen appliance.
  • the shaft is usually supported in two places by bearings such as roller bearings opposite the housing so that it can rotate around a longitudinal axis of the turbomachine as the axis of rotation.
  • the two bearings are usually arranged on both sides of the electric motor in order to achieve a stable hold of the shaft with respect to the housing.
  • the rotor of the electric motor is arranged on the shaft between the two bearings and positioned inside the stator of the electric motor.
  • the outstanding shaft end facing away from the electric motor, which carries the impeller, extends from one of the two bearings away from the rotor and is unsupported.
  • the disadvantage of such bearings in turbomachines is that the alignment of the shaft with respect to the stationary components of the turbomachine such as the housing, the outer rings of the two bearings and the stator of the electric motor depends on numerous manufacturing and assembly tolerances, which lead to a deviation and in particular to a Can lead to tilting of the shaft relative to the axis of rotation of the turbomachine. This can also be referred to as an alignment problem. This can lead to undesired contacts between stationary and rotatable components of the turbomachine, which block one another or at least rub one another and thereby damage one another. The radial air gap between the rotor and stator of the electric motor can also be widened or reduced as a result, which can impair the function of the electric motor. If there is contact between the rotor and stator of the electric motor, this can prevent the rotor from rotating and render the electric motor unusable.
  • the bearing of the shaft of a turbo machine between the impeller and the rotor of the electric motor.
  • the impeller not only the impeller but also the rotor is arranged at one end of the shaft which is opposite the impeller, as described above.
  • the bearing is arranged in between and is usually designed as a self-contained cartridge chamber, for example, which can simplify assembly and reduce tolerances.
  • this describes JP 5466040 B2 or that EP 2 401 516 B1 a rotor assembly including a shaft on which an impeller, a rotor core and a bearing insert are mounted, the bearing insert being mounted between the impeller and the rotor core and a pair of bearings, a spring that applies a preload to each of the bearings, and a sleeve surrounding the bearings.
  • the shaft of the rotor assembly is supported by two preloaded bearings.
  • the bearings are ideally spaced a predetermined amount and the spring has a predetermined spring rate.
  • the two bearings are preloaded with the same well-defined force.
  • the invention thus poses the problem of providing a turbo machine of the type described at the outset, the alignment or alignment of the shaft to the axis of rotation of which can be improved with the least possible effort and / or with the least possible cost compared to known turbo machines.
  • At least an alternative to known turbomachines is to be created.
  • the present invention relates to a turbomachine with at least one housing, with at least one electric motor with a stator fixedly arranged on the housing and with a rotor that can rotate relative to the stator, with at least one shaft which is fixedly connected to the rotor, the shaft at least one Has impeller, which is designed to generate a fluid flow through its rotation, and with a bearing which is arranged along the axis of rotation of the shaft between the electric motor and the impeller, the bearing having at least two bearings which are aligned along the axis of rotation of the shaft to one another are spaced.
  • the turbo machine according to the invention is characterized in that the shaft is designed to axially preload the two bearings along the axis of rotation of the shaft opposite one another, and / or the bearing has a sleeve which at least partially radially surrounds the two bearings, the sleeve being formed to axially preload the two bearings relative to one another along the axis of rotation of the shaft.
  • an axial preload can be generated according to the invention in that the two bearings are pressed apart along the axis of rotation of the shaft by the design of the shaft itself, by the design of the sleeve itself or by the combination thereof, and a predetermined preload force is thereby applied axially .
  • the strength of the axial pretensioning force can be predetermined depending on the application in that the design of the shaft and / or the sleeve is carried out accordingly.
  • a spring can be dispensed with in order to generate an axial preload between the two bearings. This can reduce the effort and expense of the invention Reduce flow machine compared to known such flow machines.
  • the shaft has at least one radial shaft projection which is designed to axially preload the two bearings relative to one another along the axis of rotation of the shaft.
  • the shaft is designed to be radially larger along its axis of rotation in the area between the two bearings, at least at the axial contact points to the two bearings or their shaft-side bearing elements, than at least in the sections of the shaft which are on the inside of the two bearings or to their shaft-side bearing elements are arranged.
  • the shaft projection is preferably designed to be continuous and closed in the circumferential direction, so that the preload can be generated continuously and uniformly in the axial direction along the axis of rotation.
  • the shaft projection could, however, also be designed with one or more interruptions in the circumferential direction of the axis of rotation.
  • the shaft projection can be created by an additional element which can be arranged around the shaft and then connected to the shaft in one piece, for example by gluing, welding and the like.
  • the shaft projection is formed in one piece with the shaft, i.e. made from one piece, which can simplify production, e.g. as a turned part, and improve the dimensional accuracy of the shaft projection.
  • the radial shaft projection is preferably designed to run continuously along the axis of rotation, which can simplify implementation compared to at least two radial shaft projections, since, for example, less material has to be removed when manufacturing the shaft as a turned part and fewer changes in position of the tool compared to the turned part are required.
  • the shaft has at least two radial shaft projections which are designed to axially preload the two bearings relative to one another along the axis of rotation of the shaft.
  • the properties and advantages described above can also be implemented in this way by providing the two radial shaft projections along the axis of rotation on the shaft where there is contact in the axial direction with the respective bearing or with its shaft-side bearing element shall be. As described above, this can also be done in one piece, e.g. as a turned part, as well as continuously in the circumferential direction.
  • the sleeve has at least one radially inner sleeve projection which is designed to axially preload the two bearings relative to one another along the axis of rotation of the shaft.
  • the two bearings or their sleeve-side bearing elements can be pretensioned by the sleeve.
  • the sleeve can have at least one radially inner sleeve projection which can be designed and arranged in a manner comparable to the shaft projection described above.
  • a comparable axially pretensioning effect can be exerted on the two bearings by the sleeve, as described above with regard to the shaft projection.
  • the production of the sleeve with at least one sleeve projection pointing radially inward can be carried out with all suitable production methods such as plastic injection molding, deep drawing, aluminum die casting and overmolding of the bearings with plastic.
  • the sleeve has at least two radially inner sleeve projections which are designed to axially preload the two bearings relative to one another along the axis of rotation of the shaft.
  • at least two individual sleeve projections can have an effect comparable to that of a sleeve projection that is continuous along the axis of rotation on the two bearings or their sleeve-side bearing elements, as described above with regard to the two shaft projections.
  • the sleeve has a spacer element which is designed to axially preload the two bearings relative to one another along the axis of rotation of the shaft.
  • a comparable axial preload of the two bearings or their sleeve-side bearing elements can be generated as described above.
  • This can be done comparatively inexpensively, if necessary, in that the sleeve, as previously known, is continuously cylindrical in the direction of the axis of rotation and the previously described sleeve projection pointing radially inward is provided by an additional spacer element can be implemented, which can be arranged radially on the inside of the sleeve and axially between the two bearings or their sleeve-side bearing elements.
  • this may require an additional assembly step, it can reduce the manufacturing costs of the sleeve sufficiently so that the manufacturing costs of the turbo machine can be reduced overall.
  • the shaft and / or the sleeve is or are materially connected to at least one of the two bearings, preferably to both bearings. This can be done, for example, by gluing. As a result, assembly can be simplified and permanent positioning can be ensured during operation of the turbo machine according to the invention.
  • the storage is designed as a cartridge chamber.
  • a cartridge chamber is a variant of an inner bearing in which the two bearing elements are inserted together with the shaft into a cylindrical sleeve, where they are adjusted and pressed.
  • the designation cartridge is derived from the cylindrical sleeve.
  • the bearing elements such as deep groove ball bearings can be well protected from external influences such as dust or dirt in particular.
  • Adjustment of the cartridge chamber during assembly can also be disregarded.
  • such a cartridge chamber can be constructed in a comparatively simple manner in that only the components described above are used. Adjustments to the bearing do not need to be carried out during assembly or in use, since a cartridge chamber does not require any maintenance whatsoever.
  • a cartridge chamber can be used to be connected to the housing of the turbomachine by means of its sleeve as a cylinder or as a cartridge.
  • the electric motor can also be connected to the sleeve of the cartridge chamber, so that a connection between the electric motor and the housing itself can be dispensed with. This can enable the correspondingly precise alignment or alignment of the electric motor via the bearing with respect to the shaft held by it.
  • the cartridge storage can also be encapsulated, so that contamination can be kept away from the bearing elements of the cartridge storage.
  • the two bearings each have a shaft-side bearing element which is fixedly connected to the shaft, and a sleeve-side bearing element which is fixedly connected to the sleeve, with a plurality between the shaft-side bearing element and the sleeve-side bearing element is arranged by rolling elements. This can enable the supported rotation of the shaft with respect to the sleeve.
  • the two bearings are designed as deep groove ball bearings.
  • Deep groove ball bearings differ in the use of balls as rolling bodies, which are arranged between an inner ring and an outer ring, from sliding bearings, which are based on lubrication. Rolling friction essentially occurs between the inner ring as the shaft-side bearing element, the outer ring as the sleeve-side bearing element and the balls as rolling elements. In this way, a comparatively low rolling resistance can be achieved, so that easily rolling or rotating bearings can be created. Depending on the application, these can be designed in a variety of ways and be comparatively inexpensive to manufacture.
  • a deep groove ball bearing can therefore also absorb small axial forces such as the axial preload described above.
  • the present invention also relates to a household or kitchen appliance with a fluid flow machine as described above.
  • a household appliance with a fluid flow machine as described above.
  • All household appliances and kitchen appliances in which fluid flows have to be generated come into consideration for this purpose.
  • a longitudinal axis X which can also be referred to as the axis of rotation X, extends.
  • a radial direction R extends away from the longitudinal axis X perpendicular to the longitudinal axis X.
  • a circumferential direction (not shown) extends perpendicular to the radial direction R and around the longitudinal axis X.
  • Fig. 1 shows a longitudinal section through a turbomachine 1 according to the invention according to a first embodiment.
  • the turbomachine 1 is used to generate a fluid flow A in the form of an air flow A.
  • the turbomachine can accordingly 1 can also be referred to as a blower 1, a fan 1 or a fan 1.
  • the flow machine 1 can, however, also be used to generate a liquid flow A in a corresponding manner.
  • the fan 1 has a housing 10 which is divided into an outer housing part 11 and an inner housing part 12.
  • the housing 10 or its outer housing part 11 has a passage opening 14 through which the air flow A can be sucked in by the fan 1.
  • the side of the fan 1 which has the passage opening 14 can therefore also be referred to as the suction side B of the fan 1.
  • the air flow A is passed between the housing outer part 11 and the housing inner part 12 and passes out of the housing 10 again via a plurality of passage openings 15.
  • This side of the housing 10 can be referred to as the pressure side C.
  • a plurality of guide elements 13 of the housing 10 are arranged between the housing outer part 11 and the housing inner part 12, which guide elements 13 can guide the air flow A on its way from the passage opening 14 on the suction side B to the passage openings 15 on the pressure side C.
  • These guide elements 13 can therefore also be referred to as guide steps 13 of the housing 10 or of the housing inner part 12.
  • an impeller 5 is arranged, which has a plurality of blade blades 50. If the impeller 5 is rotated about the axis of rotation X of the fan 1, which corresponds to the longitudinal axis X, the impellers 50 move air in the direction of the passage openings 15 on the pressure side C, whereby further air is sucked in through the passage opening 14 on the suction side B. This creates the air flow A.
  • An electric motor 3 is arranged along the axis of rotation X facing away from the impeller 5.
  • the electric motor 3 has a stator 30 or a stator 30, which has a plurality of laminated cores and coils (not designated).
  • the stator 30 of the electric motor 3 is fixedly arranged on the housing inner part 12.
  • a rotor 31 or a rotor 31 of the electric motor 3 is arranged inside the stator 30 and is fixedly connected to the shaft 4.
  • the rotor 31 of the electric motor 3 has a plurality of permanent magnets (not designated).
  • a radial air gap (not designated) is formed between the stator 30 and the rotor 31 in the radial direction R.
  • the impeller 5 is fixedly arranged on an end 41 of a shaft 4 that faces the impeller 5 or faces away from the electric motor 3.
  • the shaft 4 extends along the axis of rotation X through the housing inner part 12.
  • the rotor 31 of the electric motor 3 is also stationary on a wheel facing the electric motor 3 or facing away from the impeller 5 Arranged at the end 40 of the shaft 4.
  • the shaft 4 is rotatably connected to the housing 10 or to the housing inner part 12 via a bearing 2. In this way, the shaft 4 can be rotated relative to the housing 10 by means of the electric motor 3. This rotation can be transmitted to the impeller 5.
  • the storage 2 is implemented as a so-called cartridge chamber 2.
  • the cartridge chamber 2 has a sleeve 20 which is cylindrical.
  • a sleeve end (not labeled) facing the electric motor 3 or facing away from the impeller 5 serves to connect the cartridge chamber 2 to the electric motor 3.
  • the sleeve 20 has a sleeve end facing the impeller 5 or facing away from the electric motor 3 (not designated), with which the sleeve 20 is arranged on the housing inner part 12.
  • the arrangement of the electric motor 3 on the sleeve 20 of the cartridge chamber 2 can thus take place comparatively precisely, so that an alignment or alignment can be achieved with comparatively high accuracy.
  • the sleeve 20 can be fixedly connected to the housing inner part 12 via its sleeve end facing the electric motor 3 or facing away from the impeller 5, so that a secure hold of the cartridge chamber 2 together with the electric motor 3 can be achieved.
  • first bearing 21 in the form of a first deep groove ball bearing 21 and on the sleeve end facing the electric motor 3 or facing away from the impeller 5, a second bearing 22 in the form of a second Deep groove ball bearing 22 is arranged.
  • a shaft-side bearing element (not shown) of each deep groove ball bearing 21, 22 is fixedly arranged on the shaft 4.
  • a respective sleeve-side bearing element (not shown) of each deep groove ball bearing 21, 22 is arranged in a stationary manner within the sleeve 20.
  • the shaft 4 according to the first embodiment of the fan 1 has a radial shaft projection 42, which as a radial Thickening or is designed as a radial projection, see also Figure 2 .
  • the radial shaft projection 42 merges into the shaft diameter by means of a first shoulder 43 and presses with the first shoulder 43 axially along the axis of rotation X against the shaft-side bearing element of the first deep groove ball bearing 21
  • the sleeve 20 has a cylindrical spacer element 23 which is arranged radially inside the sleeve 20 and is functionally assigned to it.
  • the spacer element 23 is arranged along the axis of rotation X between the two sleeve-side bearing elements of the two deep groove ball bearings 21, 22 and thereby in turn exerts an axial pretensioning force along the axis of rotation X on the two sleeve-side bearing elements of the two deep groove ball bearings 21, 22.
  • an axial preload along the axis of rotation X between the two bearing elements of the two deep groove ball bearings 21, 22 on the sleeve side is generated in a likewise simple and effective manner.
  • Figure 3 shows a longitudinal section of a detailed view through a turbomachine 1 according to the invention according to a second embodiment.
  • the spacer element 23 of the first embodiment is formed in one piece with the sleeve 20 and can therefore be referred to as a sleeve projection 24, which presses with a first shoulder 25 axially along the axis of rotation X against the sleeve-side bearing element of the first deep groove ball bearing 21.
  • a second shoulder 26 of the sleeve projection 24 presses axially along the axis of rotation X against the sleeve-side bearing element of the second deep groove ball bearing 22. 22 can be generated.
  • the shaft 4 has a constant diameter throughout.
  • Figure 4 shows a longitudinal section of a detailed view through a turbo machine 1 according to the invention according to a third embodiment.
  • the shaft 4 according to the Third embodiment of the fan 1 has two radial shaft projections 42a and 42b, which are each formed as a radial thickening or as a radial projection are.
  • the radial shaft projection 42a merges into the shaft diameter by means of a first shoulder 43 and presses with the first shoulder 43 axially along the axis of rotation X against the shaft-side bearing element of the first deep groove ball bearing 21
  • the weight of the shaft and thus of the turbomachine 1 can be reduced by this embodiment.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Strömungsmaschine (1) mit wenigstens einem Gehäuse (10), mit wenigstens einem Elektromotor (3) mit einem am Gehäuse (10) feststehend angeordneten Stator (30) und mit einem gegenüber dem Stator (30) drehbeweglichen Rotor (31), mit wenigstens einer Welle (4), welche mit dem Rotor (31) feststehend verbunden ist, wobei die Welle (4) wenigstens ein Laufrad (5) aufweist, welches ausgebildet ist, durch seine Rotation einen Fluidstrom (A) zu erzeugen, und mit einer Lagerung (2), welche entlang der Rotationsachse (X) der Welle (4) zwischen dem Elektromotor (3) und dem Laufrad (5) angeordnet ist, wobei die Lagerung (2) wenigstens zwei Lager (21, 22) aufweist, welche entlang der Rotationsachse (X) der Welle (4) zueinander beabstandet sind. Die Strömungsmaschine (1) ist dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (4) ausgebildet ist, die beiden Lager (21, 22) entlang der Rotationsachse (X) der Welle (4) gegenüber einander axial vorzuspannen, und/oder die Lagerung (2) eine Hülse (20) aufweist, welche die beiden Lager (21, 22) zumindest abschnittsweise radial umschließt, wobei die Hülse (20) ausgebildet ist, die beiden Lager (21, 22) entlang der Rotationsachse (X) der Welle (4) gegenüber einander axial vorzuspannen.The invention relates to a turbomachine (1) with at least one housing (10), with at least one electric motor (3) with a stator (30) fixedly arranged on the housing (10) and with a rotor (31) that can rotate relative to the stator (30). , with at least one shaft (4) which is fixedly connected to the rotor (31), the shaft (4) having at least one impeller (5) which is designed to generate a fluid flow (A) through its rotation, and with a bearing (2) which is arranged along the axis of rotation (X) of the shaft (4) between the electric motor (3) and the impeller (5), the bearing (2) having at least two bearings (21, 22), which are spaced apart from one another along the axis of rotation (X) of the shaft (4). The turbo machine (1) is characterized in that the shaft (4) is designed to axially preload the two bearings (21, 22) relative to one another along the axis of rotation (X) of the shaft (4), and / or the bearing (2) has a sleeve (20) which at least partially encloses the two bearings (21, 22) radially, the sleeve (20) being formed opposite the two bearings (21, 22) along the axis of rotation (X) of the shaft (4) to bias each other axially.

Description

Die Erfindung betrifft eine Strömungsmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Haushalts- oder Küchengerät mit einer derartigen Strömungsmaschine gemäß dem Patentanspruch 11.The invention relates to a turbo machine according to the preamble of claim 1 and a household or kitchen appliance with such a turbo machine according to claim 11.

Auf vielen technischen Gebieten ist es erforderlich, einen Fluidstrom zu erzeugen. Dies kann für Flüssigkeiten und insbesondere für Wasser oder wässrige Flüssigkeiten ebenso gelten wie für Gase und insbesondere für Luft. Hierzu können Strömungsmaschinen verwendet werden, welche üblicherweise mittels eines in einem Gehäuse rotierenden Laufrads das Fluid auf einer Ansaugseite ansaugen und an einer Druckseite wieder abgeben. Strömungsmaschinen können je nach Ausgestaltung und Anwendungsfall beispielsweise zur Bewegung von Luft auch als Ventilatoren, als Gebläse oder als Lüfter bezeichnet werden.In many technical fields it is necessary to generate a fluid flow. This can apply to liquids and in particular to water or aqueous liquids as well as to gases and in particular to air. For this purpose, flow machines can be used, which usually suck in the fluid on a suction side by means of an impeller rotating in a housing and release it again on a pressure side. Fluid flow machines can also be referred to as fans, blowers or fans, for example for moving air, depending on the design and application.

Derartige Strömungsmaschinen werden auch bei Haushalts- sowie Küchengeräten zur Erzeugung von Fluidströmen eingesetzt. Beispielsweise werden bei einem Staubsauger mittels eines derartigen Luftstroms Schmutzpartikel und dergleichen von einem Untergrund wie insbesondere von einem Fußboden in den Staubsauger eingesogen und durch wenigstens einen Filter hindurchgeführt. Innerhalb eines Wäschetrockners oder Waschtrockners wird erwärmte Luft in die Trommel eingeblasen, um die dort befindliche feuchte Wäsche zu trocknen und deren Feuchtigkeit mit dem Luftstrom aus der Trommel abzuführen. Bei einem Backofen kann heiße Luft in den Garraum eingeblasen werden, um die dort befindlichen Speisen zu garen. Vergleichbar kann dies bei einem Dampfgarer mit heißer und feuchter Luft umgesetzt werden. Auch können derartige Strömungsmaschinen bei Haushalts- sowie Küchengeräten zur Erzeugung eines Flüssigkeitsstroms wie z.B. zum Abpumpen der Waschflotte bei einer Waschmaschine verwendet werden. Das Laufrad einer derartigen Strömungsmaschine wird hierzu angetrieben und die Schaufelblätter des Laufrads sorgen aufgrund ihrer Ausgestaltung und Anordnung für die gewünschte Bewegung des Fluids bzw. für die Erzeugung des Fluidstroms.Such flow machines are also used in household and kitchen appliances for generating fluid flows. For example, in the case of a vacuum cleaner, by means of such an air flow, dirt particles and the like are sucked into the vacuum cleaner from a substrate, such as in particular from a floor, and passed through at least one filter. Inside a tumble dryer or washer dryer, heated air is blown into the drum in order to dry the damp laundry located there and to remove the moisture from the drum with the air flow. In the case of an oven, hot air can be blown into the cooking space in order to cook the food there. In a comparable way, this can be implemented in a steam cooker with hot and humid air. Such flow machines can also be used in household and kitchen appliances to generate a flow of liquid, e.g. for pumping out the washing liquor in a washing machine. The impeller of such a turbomachine is driven for this purpose and the impeller blades, due to their design and arrangement, ensure the desired movement of the fluid or the generation of the fluid flow.

Als Antrieb derartiger Strömungsmaschinen werden üblicherweise Elektromotoren verwendet, welche ihre Rotationsbewegung über eine gemeinsame Welle auf das Laufrad übertragen. Das Laufrad kann auch als Abtrieb der Strömungsmaschine bezeichnet werden. Üblicherweise wird der Elektromotor feststehend im Gehäuse der Strömungsmaschine angeordnet und die Welle durch den Elektromotor hindurchgeführt. An einem Ende ragt die Welle ausreichend weit über den Elektromotor hervor, so dass an diesem hervorragenden Ende der Welle das Laufrad angeordnet wird. Dieses Ende der Welle kann auch als das dem Elektromotor abgewandtes Wellenende bezeichnet werden. Das Laufrad wird üblicherweise ausreichend von dem Gehäuse der Strömungsmaschine umschlossen, um durch wenigstens eine Durchlassöffnung des Gehäuses auf der Ansaugseite das Fluid ansaugen und durch wenigstens eine Durchlassöffnung des Gehäuses auf der Druckseite an die Umgebung oder an eine weitere Komponente eines Geräts wie z.B. eines Haushaltsgeräts oder eines Küchengeräts abgeben zu können.Electric motors, which transmit their rotational movement to the impeller via a common shaft, are usually used to drive such turbomachines. The impeller can also be referred to as the output of the turbomachine. The electric motor is usually arranged in a stationary manner in the housing of the turbomachine and the shaft is passed through the electric motor. At one end, the shaft protrudes sufficiently far beyond the electric motor, so that the impeller is arranged at this protruding end of the shaft. This end of the shaft can also be used as that of the electric motor facing away from the shaft end. The impeller is usually sufficiently enclosed by the housing of the turbomachine to suck in the fluid through at least one passage opening of the housing on the suction side and through at least one passage opening of the housing on the pressure side to the environment or to another component of a device such as a household appliance or of a kitchen appliance.

Die Welle wird üblicherweise an zwei Stellen durch Lagerungen wie z.B. durch Wälzlager gegenüber dem Gehäuse um eine Längsachse der Strömungsmaschine als Rotationsachse drehbeweglich gelagert. Die beiden Lager sind üblicherweise beidseitig von dem Elektromotor angeordnet, um einen stabilen Halt der Welle gegenüber dem Gehäuse zu erreichen. Zwischen den beiden Lagern ist der Rotor des Elektromotors an der Welle angeordnet und innerhalb des Stators des Elektromotors positioniert. Das hervorragende, dem Elektromotor abgewandte Wellenende, welches das Laufrad trägt, erstreckt sich von einem der beiden Lager von dem Rotor weg und ist ungelagert.The shaft is usually supported in two places by bearings such as roller bearings opposite the housing so that it can rotate around a longitudinal axis of the turbomachine as the axis of rotation. The two bearings are usually arranged on both sides of the electric motor in order to achieve a stable hold of the shaft with respect to the housing. The rotor of the electric motor is arranged on the shaft between the two bearings and positioned inside the stator of the electric motor. The outstanding shaft end facing away from the electric motor, which carries the impeller, extends from one of the two bearings away from the rotor and is unsupported.

Nachteilig ist bei derartigen Lagerungen bei Strömungsmaschinen, dass die Ausrichtung der Welle gegenüber den stehenden Komponenten der Strömungsmaschine wie z.B. dem Gehäuse, den Außenringen der beiden Lager sowie dem Stator des Elektromotors von zahlreichen Fertigungs- und Montagetoleranzen abhängt, welche zu einer Abweichung und insbesondere zu einer Verkippung der Welle gegenüber der Rotationsachse der Strömungsmaschine führen können. Dies kann auch als Fluchtungsproblem bezeichnet werden. Hierdurch kann es zu ungewünschten Kontakten zwischen stehenden und drehbeweglichen Komponenten der Strömungsmaschine kommen, welche einander blockieren oder zumindest aneinander reiben und sich hierdurch beschädigen können. Auch kann der radiale Luftspalt zwischen Rotor und Stator des Elektromotors hierdurch verbreitert bzw. reduziert werden, was die Funktion des Elektromotors beeinträchtigen kann. Kommt es dabei zu einem Kontakt zwischen Rotor und Stator des Elektromotors, so kann dies die Drehbarkeit des Rotors verhindern und den Elektromotor unbrauchbar machen.The disadvantage of such bearings in turbomachines is that the alignment of the shaft with respect to the stationary components of the turbomachine such as the housing, the outer rings of the two bearings and the stator of the electric motor depends on numerous manufacturing and assembly tolerances, which lead to a deviation and in particular to a Can lead to tilting of the shaft relative to the axis of rotation of the turbomachine. This can also be referred to as an alignment problem. This can lead to undesired contacts between stationary and rotatable components of the turbomachine, which block one another or at least rub one another and thereby damage one another. The radial air gap between the rotor and stator of the electric motor can also be widened or reduced as a result, which can impair the function of the electric motor. If there is contact between the rotor and stator of the electric motor, this can prevent the rotor from rotating and render the electric motor unusable.

Um diese Probleme der Ausrichtung bzw. der Fluchtung zu vermeiden ist es bisher üblich, die betroffenen Komponenten der Strömungsmaschine mit ausreichend großen Abständen zueinander auszulegen, damit die Strömungsmaschine trotz der Toleranzen ohne die zuvor beschriebenen Nachteile betrieben werden kann. Mit anderen Worten werden die Spalte zwischen den drehbeweglichen und stehenden Komponenten der Strömungsmaschine entsprechend groß ausgelegt. Die Toleranzen können durch die Fertigung der Bauteile sowie durch deren Montage auftreten.In order to avoid these problems of alignment or alignment, it has hitherto been customary to design the affected components of the turbomachine with sufficiently large distances from one another so that the turbomachine can be operated despite the tolerances without the disadvantages described above. In other words, the gaps between the rotatable and stationary components of the turbomachine are designed to be correspondingly large. The tolerances can occur through the manufacture of the components and through their assembly.

Diese großen Abstände bzw. Spalte führen jedoch üblicherweise zu einer Reduzierung des Wirkungsgrads der Strömungsmaschine. So kann durch die großen Abstände zwischen dem Gehäuse und den Schaufelblättern des Laufrads Fluid hindurchtreten, ohne von dem Laufrad bewegt worden zu sein. Insbesondere kann jedoch ein vergrößerter Luftspalt zwischen Rotor und Stator des Elektromotors dessen Wirkungsgrad reduzieren.However, these large distances or gaps usually lead to a reduction in the efficiency of the turbomachine. The large gaps between the Housing and the blades of the impeller fluid pass through without having been moved by the impeller. In particular, however, an enlarged air gap between the rotor and stator of the electric motor can reduce its efficiency.

Bei der zuvor beschriebenen Lagerung können diese Probleme der Ausrichtung bzw. der Fluchtung besonders stark auftreten, da sich über das Gehäuse sowie über die Spulenwicklungen und Bleche des Stators mehrere Toleranzen der Herstellung und Montage addieren können. Dies kann zu einer großen Toleranzkette führen, welcher durch entsprechend große Spalte begegnet werden muss. Dies führt zu entsprechend großen Verschlechterungen des Wirkungsgrads insbesondere des Elektromotors, was zur Erreichung der gewünschten elektrischen Leistung durch eine Überdimensionierung des Elektromotors wieder ausgeglichen werden muss. Hierdurch können nicht nur die Kosten und der Bauraum des Elektromotors erhöht bzw. vergrößert werden, sondern dies kann auch zu einem gesteigerten Energieverbrauch führen. Auch können die hierdurch bewirkten Stromwärmeverluste einen erhöhten Kühlaufwand erfordern.With the above-described storage, these problems of alignment or alignment can occur particularly severely, since several tolerances in manufacture and assembly can add up over the housing and over the coil windings and metal sheets of the stator. This can lead to a large tolerance chain, which has to be countered by correspondingly large gaps. This leads to a correspondingly large deterioration in the efficiency, in particular of the electric motor, which, in order to achieve the desired electrical power, has to be compensated for by oversizing the electric motor. As a result, not only can the costs and the installation space of the electric motor be increased or enlarged, but this can also lead to increased energy consumption. The electricity heat losses caused by this can also require increased cooling costs.

Alternativ ist es daher bekannt, die Lagerung der Welle einer Strömungsmaschine zwischen dem Laufrad und dem Rotor des Elektromotors anzuordnen. Mit anderen Worten ist nicht nur das Laufrad, sondern auch der Rotor an einem Ende der Welle, welches dem Laufrad gegenüberliegt, wie zuvor beschrieben angeordnet. Die Lagerung ist zwischenliegend angeordnet und üblicherweise z.B. als Patronenlager in sich geschlossen ausgebildet, was die Montage vereinfachen und die Toleranzen reduzieren kann.Alternatively, it is therefore known to arrange the bearing of the shaft of a turbo machine between the impeller and the rotor of the electric motor. In other words, not only the impeller but also the rotor is arranged at one end of the shaft which is opposite the impeller, as described above. The bearing is arranged in between and is usually designed as a self-contained cartridge chamber, for example, which can simplify assembly and reduce tolerances.

Beispielsweise beschreibt das JP 5466040 B2 bzw. das EP 2 401 516 B1 eine Rotoranordnung, die eine Welle umfasst, auf der ein Laufrad, ein Rotorkern und ein Lagereinsatz befestigt sind, wobei der Lagereinsatz zwischen dem Laufrad und dem Rotorkern befestigt ist und ein Paar Lager, eine Feder, die eine Vorbelastung an jedes der Lager anlegt, und eine Hülse, die die Lager umgibt, umfasst. Somit wird die Welle der Rotorbaugruppe von zwei vorgespannten Lagern getragen. Die Lager sind idealerweise um einen vorbestimmten Betrag beabstandet und die Feder hat eine vorbestimmte Federkonstante. Folglich werden die beiden Lager mit derselben genau definierten Kraft vorgespannt. Durch eine Vorspannung der Lager mit einer Kraft, die ein Schleudern verhindert, ohne übermäßig zu sein, wird die Lebensdauer der Lager erhöht.For example, this describes JP 5466040 B2 or that EP 2 401 516 B1 a rotor assembly including a shaft on which an impeller, a rotor core and a bearing insert are mounted, the bearing insert being mounted between the impeller and the rotor core and a pair of bearings, a spring that applies a preload to each of the bearings, and a sleeve surrounding the bearings. Thus the shaft of the rotor assembly is supported by two preloaded bearings. The bearings are ideally spaced a predetermined amount and the spring has a predetermined spring rate. As a result, the two bearings are preloaded with the same well-defined force. By preloading the bearings with a force that will prevent skidding without being excessive, the life of the bearings is increased.

Nachteilig bei derartigen Lagerungen bzw. Patronenlagern von Wellen ist, dass diese technisch vergleichsweise aufwendig sind, was zu entsprechenden Kosten führen kann. Insbesondere die Verwendung sowie Anordnung einer Feder zur Erzeugung der zuvor beschriebenen Vorspannung kann zu einem vergleichsweise hohen technischen Aufwand in der Auslegung und Konstruktion sowie in der Umsetzung und Montage führen. Auch kann die Verwendung einer Feder zu zusätzlichen Material- und Montagekosten führen.The disadvantage of such bearings or cartridge bearings for shafts is that they are technically comparatively complex, which can lead to corresponding costs. In particular, the use and arrangement of a spring to generate the pre-tensioning described above can lead to a comparatively high technical effort in terms of design and construction as well as implementation and assembly. The use of a spring can also lead to additional material and assembly costs.

Der Erfindung stellt sich somit das Problem, eine Strömungsmaschine der eingangs beschriebenen Art zur Verfügung zu stellen, deren Fluchtung bzw. Ausrichtung der Welle zur Rotationsachse gegenüber bekannten Strömungsmaschinen mit möglichst geringem Aufwand und bzw. oder mit möglichst geringen Kosten verbessert werden kann. Insbesondere soll eine Patronenlagerung eingesetzt werden können, ohne eine Feder zur Erzeugung einer Vorspannung zu verwenden. Zumindest soll eine Alternative zu bekannten Strömungsmaschinen geschaffen werden.The invention thus poses the problem of providing a turbo machine of the type described at the outset, the alignment or alignment of the shaft to the axis of rotation of which can be improved with the least possible effort and / or with the least possible cost compared to known turbo machines. In particular, it should be possible to use a cartridge bearing without using a spring to generate a preload. At least an alternative to known turbomachines is to be created.

Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch eine Strömungsmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Haushalts- oder Küchengerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen.According to the invention, this problem is solved by a fluid flow machine with the features of claim 1 and by a household or kitchen appliance with the features of claim 11. Advantageous refinements and developments of the invention emerge from the following subclaims.

Somit betrifft die vorliegende Erfindung eine Strömungsmaschine mit wenigstens einem Gehäuse, mit wenigstens einem Elektromotor mit einem am Gehäuse feststehend angeordneten Stator und mit einem gegenüber dem Stator drehbeweglichen Rotor, mit wenigstens einer Welle, welche mit dem Rotor feststehend verbunden ist, wobei die Welle wenigstens ein Laufrad aufweist, welches ausgebildet ist, durch seine Rotation einen Fluidstrom zu erzeugen, und mit einer Lagerung, welche entlang der Rotationsachse der Welle zwischen dem Elektromotor und dem Laufrad angeordnet ist, wobei die Lagerung wenigstens zwei Lager aufweist, welche entlang der Rotationsachse der Welle zueinander beabstandet sind.Thus, the present invention relates to a turbomachine with at least one housing, with at least one electric motor with a stator fixedly arranged on the housing and with a rotor that can rotate relative to the stator, with at least one shaft which is fixedly connected to the rotor, the shaft at least one Has impeller, which is designed to generate a fluid flow through its rotation, and with a bearing which is arranged along the axis of rotation of the shaft between the electric motor and the impeller, the bearing having at least two bearings which are aligned along the axis of rotation of the shaft to one another are spaced.

Die erfindungsgemäße Strömungsmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass die Welle ausgebildet ist, die beiden Lager entlang der Rotationsachse der Welle gegenüber einander axial vorzuspannen, und bzw. oder die Lagerung eine Hülse aufweist, welche die beiden Lager zumindest abschnittsweise radial umschließt, wobei die Hülse ausgebildet ist, die beiden Lager entlang der Rotationsachse der Welle gegenüber einander axial vorzuspannen. Mit anderen Worten kann eine axiale Vorspannung erfindungsgemäß dadurch erzeugt werden, indem die beiden Lager entlang der Rotationsachse der Welle durch die Ausgestaltung der Welle selbst, durch die Ausgestaltung der Hülse selbst oder durch die Kombination hiervon auseinander gedrückt und hierdurch axial mit einer vorbestimmten Vorspannkraft beaufschlagt werden. Dies kann vorzugsweise durch entsprechende radial nach außen bzw. nach innen ragende Vorsprünge der Welle bzw. der Hülse bzw. durch ein zusätzliches Abstandselement der Hülse erfolgen, wie weiter unten noch näher beschrieben werden wird. Die Stärke der axialen Vorspannkraft kann je nach Anwendungsfall vorbestimmt werden, indem die Ausgestaltung der Welle und bzw. oder der Hülse entsprechend vorgenommen wird.The turbo machine according to the invention is characterized in that the shaft is designed to axially preload the two bearings along the axis of rotation of the shaft opposite one another, and / or the bearing has a sleeve which at least partially radially surrounds the two bearings, the sleeve being formed to axially preload the two bearings relative to one another along the axis of rotation of the shaft. In other words, an axial preload can be generated according to the invention in that the two bearings are pressed apart along the axis of rotation of the shaft by the design of the shaft itself, by the design of the sleeve itself or by the combination thereof, and a predetermined preload force is thereby applied axially . This can preferably take place by means of corresponding projections on the shaft or the sleeve projecting radially outwards or inwards or by an additional spacer element of the sleeve, as will be described in more detail below. The strength of the axial pretensioning force can be predetermined depending on the application in that the design of the shaft and / or the sleeve is carried out accordingly.

In jedem Fall kann auf eine Feder verzichtet werden, um eine axiale Vorspannung zwischen den beiden Lagern zu erzeugen. Dies kann den Aufwand und die Kosten der erfindungsgemäßen Strömungsmaschine gegenüber bekannten derartigen Strömungsmaschinen reduzieren.In any case, a spring can be dispensed with in order to generate an axial preload between the two bearings. This can reduce the effort and expense of the invention Reduce flow machine compared to known such flow machines.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist die Welle wenigstens einen radialen Wellenvorsprung auf, welcher ausgebildet ist, die beiden Lager entlang der Rotationsachse der Welle gegenüber einander axial vorzuspannen. Mit anderen Worten ist die Welle entlang ihrer Rotationsachse im Bereich zwischen den beiden Lagern zumindest an den axialen Kontaktstellen zu den beiden Lagern bzw. deren wellenseitigen Lagerelementen radial größer ausgebildet als zumindest in den Abschnitten der Welle, welche innenliegend zu den beiden Lagern bzw. zu deren wellenseitigen Lagerelementen angeordnet sind. Hierdurch kann jeweils ein Kontakt in der axialen Richtung zwischen dem jeweiligen Lager bzw. zu dessen wellenseitigem Lagerelement ausgeübt werden, welcher je nach Ausgestaltung der Welle und des Lagers bzw. dessen wellenseitigen Lagerelement eine vorbestimmte axiale Vorspannung bzw. axiale Vorspannkraft seitens der Welle auf das Lager bzw. auf dessen wellenseitiges Lagerelement ausüben kann.According to one aspect of the invention, the shaft has at least one radial shaft projection which is designed to axially preload the two bearings relative to one another along the axis of rotation of the shaft. In other words, the shaft is designed to be radially larger along its axis of rotation in the area between the two bearings, at least at the axial contact points to the two bearings or their shaft-side bearing elements, than at least in the sections of the shaft which are on the inside of the two bearings or to their shaft-side bearing elements are arranged. This allows a contact in the axial direction between the respective bearing or to its shaft-side bearing element, which depending on the design of the shaft and the bearing or its shaft-side bearing element, a predetermined axial preload or axial preload force on the part of the shaft on the bearing or can exercise on its shaft-side bearing element.

Dies kann eine besonders einfache Möglichkeit darstellen, auf eine Feder zur Erzeugung einer axialen Vorspannung zwischen den beiden Lagern zu verzichten, da lediglich die Kontur der Welle verändert werden muss. Zusätzliche Elemente und Montageschritte sind nicht erforderlich. Vielmehr kann gegenüber der Verwendung einer Feder die Komplexität der Lagerung verringert werden, wodurch die Kosten der Lagerung entsprechend reduziert werden können.This can represent a particularly simple possibility of dispensing with a spring for generating an axial preload between the two bearings, since only the contour of the shaft has to be changed. Additional elements and assembly steps are not required. Rather, the complexity of the storage can be reduced compared to the use of a spring, whereby the costs of the storage can be reduced accordingly.

Der Wellenvorsprung ist vorzugsweise in der Umfangsrichtung durchgängig und geschlossen ausgebildet, so dass die Vorspannung in der axialen Richtung entlang der Rotationsachse durchgängig und gleichmäßig erzeugt werden kann. Der Wellenvorsprünge könnte jedoch auch in der Umfangsrichtung der Rotationsachse einfach oder mehrfach unterbrochen ausgebildet sein.The shaft projection is preferably designed to be continuous and closed in the circumferential direction, so that the preload can be generated continuously and uniformly in the axial direction along the axis of rotation. The shaft projection could, however, also be designed with one or more interruptions in the circumferential direction of the axis of rotation.

Der Wellenvorsprung kann durch ein zusätzliches Element geschaffen werden, welches um die Welle herum angeordnet und dann z.B. durch Kleben, durch Schweißen und dergleichen mit der Welle einteilig verbunden werden kann. Vorzugsweise ist der Wellenvorsprung jedoch mit der Welle einstückig, d.h. aus einem Stück gefertigt, ausgebildet, was die Herstellung z.B. als Drehteil vereinfachen und die Maßhaltigkeit des Wellenvorsprungs verbessern kann.The shaft projection can be created by an additional element which can be arranged around the shaft and then connected to the shaft in one piece, for example by gluing, welding and the like. Preferably, however, the shaft projection is formed in one piece with the shaft, i.e. made from one piece, which can simplify production, e.g. as a turned part, and improve the dimensional accuracy of the shaft projection.

Vorzugsweise ist der radiale Wellenvorsprung entlang der Rotationsachse durchgängig verlaufend ausgebildet, was die Umsetzung gegenüber wenigstens zwei radialen Wellenvorsprüngen vereinfachen kann, da z.B. bei der Herstellung der Welle als Drehteil weniger Material abgetragen werden muss sowie weniger Positionsveränderungen des Werkzeugs gegenüber dem Drehteil erforderlich sind.The radial shaft projection is preferably designed to run continuously along the axis of rotation, which can simplify implementation compared to at least two radial shaft projections, since, for example, less material has to be removed when manufacturing the shaft as a turned part and fewer changes in position of the tool compared to the turned part are required.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Welle wenigstens zwei radiale Wellenvorsprünge auf, welche ausgebildet sind, die beiden Lager entlang der Rotationsachse der Welle gegenüber einander axial vorzuspannen. Auch auf diese Art und Weise können die zuvor beschriebenen Eigenschaften und Vorteile umgesetzt werden, indem die beiden radialen Wellenvorsprünge entlang der Rotationsachse dort an der Welle vorgesehen werden, wo jeweils ein Kontakt in der axialen Richtung gegenüber dem jeweiligen Lager bzw. gegenüber dessen wellenseitigem Lagerelement ausgeübt werden soll. Auch dies kann wie zuvor beschrieben vorzugsweise einstückig z.B. als Drehteil sowie in der Umfangsrichtung durchgängig erfolgen.According to a further aspect of the invention, the shaft has at least two radial shaft projections which are designed to axially preload the two bearings relative to one another along the axis of rotation of the shaft. The properties and advantages described above can also be implemented in this way by providing the two radial shaft projections along the axis of rotation on the shaft where there is contact in the axial direction with the respective bearing or with its shaft-side bearing element shall be. As described above, this can also be done in one piece, e.g. as a turned part, as well as continuously in the circumferential direction.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Hülse wenigstens einen radial innenseitigen Hülsenvorsprung auf, welcher ausgebildet ist, die beiden Lager entlang der Rotationsachse der Welle gegenüber einander axial vorzuspannen. Mit anderen Worten kann alternativ oder zusätzlich zu dem zuvor beschriebenen Wellenvorsprung bzw. zu den zuvor beschriebenen Wellenvorsprüngen eine Vorspannung der beiden Lager bzw. deren hülsenseitiger Lagerelemente seitens der Hülse erfolgen. Hierzu kann die Hülse wenigstens einen radial innenseitigen Hülsenvorsprung aufweisen, welcher vergleichbar dem zuvor beschriebenen Wellenvorsprung ausgebildet und angeordnet sein kann. Hierdurch kann eine vergleichbare axial vorspannende Wirkung seitens der Hülse auf die beiden Lager ausgeübt werden wie zuvor hinsichtlich des Wellenvorsprungs beschrieben. Die Herstellung der Hülse mit wenigstens einem radial nach innen zeigenden Hülsenvorsprung kann mit allen hierfür geeigneten Fertigungsverfahren wie z.B. Kunststoffspritzguss, Tiefziehen, Aluminiumdruckguss sowie dem Umspritzen der Lager mittels Kunststoff erfolgen.According to a further aspect of the invention, the sleeve has at least one radially inner sleeve projection which is designed to axially preload the two bearings relative to one another along the axis of rotation of the shaft. In other words, alternatively or in addition to the shaft projection described above or the shaft projections described above, the two bearings or their sleeve-side bearing elements can be pretensioned by the sleeve. For this purpose, the sleeve can have at least one radially inner sleeve projection which can be designed and arranged in a manner comparable to the shaft projection described above. As a result, a comparable axially pretensioning effect can be exerted on the two bearings by the sleeve, as described above with regard to the shaft projection. The production of the sleeve with at least one sleeve projection pointing radially inward can be carried out with all suitable production methods such as plastic injection molding, deep drawing, aluminum die casting and overmolding of the bearings with plastic.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Hülse wenigstens zwei radial innenseitige Hülsenvorsprünge auf, welcher ausgebildet sind, die beiden Lager entlang der Rotationsachse der Welle gegenüber einander axial vorzuspannen. Auf diese Art und Weise kann durch wenigstens zwei einzelne Hülsenvorsprünge eine vergleichbare Wirkung wie mit einem entlang der Rotationsachse durchgängigen Hülsenvorsprung auf die beiden Lager bzw. deren hülsenseitige Lagerelemente ausgeübt werden wie zuvor hinsichtlich der beiden Wellenvorsprünge beschrieben.According to a further aspect of the invention, the sleeve has at least two radially inner sleeve projections which are designed to axially preload the two bearings relative to one another along the axis of rotation of the shaft. In this way, at least two individual sleeve projections can have an effect comparable to that of a sleeve projection that is continuous along the axis of rotation on the two bearings or their sleeve-side bearing elements, as described above with regard to the two shaft projections.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Hülse ein Abstandselement auf, welches ausgebildet ist, die beiden Lager entlang der Rotationsachse der Welle gegenüber einander axial vorzuspannen. Hierdurch kann eine vergleichbare axiale Vorspannung der beiden Lager bzw. deren hülsenseitiger Lagerelemente erzeugt werden wie zuvor beschrieben. Dies kann ggfs. vergleichsweise kostengünstig erfolgen, indem die Hülse wie bisher bekannt in der Richtung der Rotationsachse durchgängig zylindrisch ausgebildet und der zuvor beschriebene radial nach innen zeigende Hülsenvorsprung durch ein zusätzliches Abstandselement umgesetzt werden kann, welches radial innenliegend zur Hülse und axial zwischen den beiden Lagern bzw. deren hülsenseitigen Lagerelementen angeordnet werden kann. Dies kann zwar einen zusätzlichen Montageschritt erfordern, jedoch die Herstellungskosten der Hülse ausreichend reduzieren, so dass die Herstellungskosten der Strömungsmaschine insgesamt reduziert werden können.According to a further aspect of the invention, the sleeve has a spacer element which is designed to axially preload the two bearings relative to one another along the axis of rotation of the shaft. As a result, a comparable axial preload of the two bearings or their sleeve-side bearing elements can be generated as described above. This can be done comparatively inexpensively, if necessary, in that the sleeve, as previously known, is continuously cylindrical in the direction of the axis of rotation and the previously described sleeve projection pointing radially inward is provided by an additional spacer element can be implemented, which can be arranged radially on the inside of the sleeve and axially between the two bearings or their sleeve-side bearing elements. Although this may require an additional assembly step, it can reduce the manufacturing costs of the sleeve sufficiently so that the manufacturing costs of the turbo machine can be reduced overall.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist bzw. sind die Welle und bzw. oder die Hülse stoffschlüssig mit wenigstens einem der beiden Lager, vorzugsweise mit beiden Lagern, verbunden. Dies kann z.B. durch Kleben erfolgen. Hierdurch kann die Montage vereinfacht sowie während des Betriebs der erfindungsgemäßen Strömungsmaschine eine dauerhafte Positionierung sichergestellt werden.According to a further aspect of the invention, the shaft and / or the sleeve is or are materially connected to at least one of the two bearings, preferably to both bearings. This can be done, for example, by gluing. As a result, assembly can be simplified and permanent positioning can be ensured during operation of the turbo machine according to the invention.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Lagerung als Patronenlager ausgebildet. Bei einem Patronenlager handelt es sich um eine Variante eines Innenlagers, bei dem die beiden Lagerelemente zusammen mit der Welle in eine zylinderförmige Hülse eingesetzt, dort justiert und verpresst werden. Von der zylinderförmigen Hülse leitet sich die Bezeichnung Patrone ab. Auf diese Art und Weise können die Lagerelemente wie z.B. Rillenkugellager gut vor äußeren Einflüssen wie insbesondere Staub oder Schmutz geschützt werden. Auch kann eine Justierung des Patronenlagers bei der Montage außer Acht bleiben. Ferner kann ein derartiges Patronenlager vergleichsweise einfach aufgebaut werden, indem lediglich die zuvor beschriebenen Komponenten verwendet werden. In der Montage bzw. in der Benutzung fallen Einstellarbeiten an der Lagerung nicht ab, da ein Patronenlager keinerlei Wartung benötigt.According to a further aspect of the present invention, the storage is designed as a cartridge chamber. A cartridge chamber is a variant of an inner bearing in which the two bearing elements are inserted together with the shaft into a cylindrical sleeve, where they are adjusted and pressed. The designation cartridge is derived from the cylindrical sleeve. In this way, the bearing elements such as deep groove ball bearings can be well protected from external influences such as dust or dirt in particular. Adjustment of the cartridge chamber during assembly can also be disregarded. Furthermore, such a cartridge chamber can be constructed in a comparatively simple manner in that only the components described above are used. Adjustments to the bearing do not need to be carried out during assembly or in use, since a cartridge chamber does not require any maintenance whatsoever.

Aufgrund dieser Konstruktion kann ein Patronenlager dafür verwendet werden, mittels seiner Hülse als Zylinder bzw. als Patrone mit dem Gehäuse der Strömungsmaschine verbunden zu werden. Gleichzeitig kann der Elektromotor ebenfalls mit der Hülse des Patronenlagers verbunden werden, so dass auf eine Verbindung zwischen dem Elektromotor und dem Gehäuse selbst verzichtet werden kann. Dies kann die entsprechend genaue Ausrichtung bzw. Fluchtung des Elektromotors über die Lagerung gegenüber der von dieser gehaltenen Welle ermöglichen. Auch kann die Patronenlagerung gekapselt ausgeführt werden, so dass Verschmutzungen von den Lagerelementen der Patronenlagerung ferngehalten werden können.Due to this construction, a cartridge chamber can be used to be connected to the housing of the turbomachine by means of its sleeve as a cylinder or as a cartridge. At the same time, the electric motor can also be connected to the sleeve of the cartridge chamber, so that a connection between the electric motor and the housing itself can be dispensed with. This can enable the correspondingly precise alignment or alignment of the electric motor via the bearing with respect to the shaft held by it. The cartridge storage can also be encapsulated, so that contamination can be kept away from the bearing elements of the cartridge storage.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weisen die beiden Lager jeweils ein wellenseitiges Lagerelement, welches feststehend mit der Welle verbunden ist, und jeweils ein hülsenseitiges Lagerelement auf, welches feststehend mit der Hülse verbunden ist, wobei jeweils zwischen dem wellenseitigen Lagerelement und dem hülsenseitigen Lagerelement eine Mehrzahl von Wälzkörpern angeordnet ist. Dies kann die gelagerte Rotation der Welle gegenüber der Hülse ermöglichen.According to a further aspect of the invention, the two bearings each have a shaft-side bearing element which is fixedly connected to the shaft, and a sleeve-side bearing element which is fixedly connected to the sleeve, with a plurality between the shaft-side bearing element and the sleeve-side bearing element is arranged by rolling elements. This can enable the supported rotation of the shaft with respect to the sleeve.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die beiden Lager als Rillenkugellager ausgebildet. Rillenkugellager unterscheiden sich durch die Verwendung von Kugeln als rollende Körper, welche zwischen einem Innenring und einem Außenring angeordnet sind, von den Gleitlagern, welche auf Schmierung beruhen. Zwischen dem Innenring als wellenseitiges Lagerelement, dem Außenring als hülsenseitiges Lagerelement und den Kugeln als Wälzkörpern tritt im Wesentlichen Rollreibung auf. Hierdurch kann ein vergleichsweise geringer Rollwiderstand erreicht werden, so dass leicht rollende bzw. rotierende Lager geschaffen werden können. Diese können je nach Anwendungsfall vielfältig gestaltet werden sowie vergleichsweise kostengünstig in der Herstellung sein. Da die Kugeln in der axialen Richtung entlang der Rotationachse seitlich eng an den Laufrillen des jeweiligen wellenseitigen und hülsenseitigen Lagerelements anliegen, sind die Lagerelemente und Kugeln axial nicht gegeneinander verschiebbar. Daher kann ein Rillenkugellager auch geringe axiale Kräfte wie die zuvor beschriebene axiale Vorspannung aufnehmen.According to a further aspect of the present invention, the two bearings are designed as deep groove ball bearings. Deep groove ball bearings differ in the use of balls as rolling bodies, which are arranged between an inner ring and an outer ring, from sliding bearings, which are based on lubrication. Rolling friction essentially occurs between the inner ring as the shaft-side bearing element, the outer ring as the sleeve-side bearing element and the balls as rolling elements. In this way, a comparatively low rolling resistance can be achieved, so that easily rolling or rotating bearings can be created. Depending on the application, these can be designed in a variety of ways and be comparatively inexpensive to manufacture. Since the balls in the axial direction along the axis of rotation lie laterally closely against the running grooves of the respective shaft-side and sleeve-side bearing element, the bearing elements and balls cannot be axially displaced relative to one another. A deep groove ball bearing can therefore also absorb small axial forces such as the axial preload described above.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Haushalts- oder Küchengerät mit einer Strömungsmaschine wie zuvor beschrieben. Auf diese Art und Weise können die zuvor beschriebenen Eigenschaften und Vorteile bei einem Haushaltsgerät oder bei einem Küchengerät umgesetzt und genutzt werden. Hierzu kommen alle Haushaltsgeräte sowie Küchengeräte in Betracht, bei denen Fluidströme erzeugt werden müssen.The present invention also relates to a household or kitchen appliance with a fluid flow machine as described above. In this way, the properties and advantages described above can be implemented and used in a household appliance or in a kitchen appliance. All household appliances and kitchen appliances in which fluid flows have to be generated come into consideration for this purpose.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und werden nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt

Figur 1
einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Strömungsmaschine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
Figur 2
einen Längsschnitt einer Detailansicht der Figur 1;
Figur 3
einen Längsschnitt einer Detailansicht durch eine erfindungsgemäße Strömungsmaschine gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel; und
Figur 4
einen Längsschnitt einer Detailansicht durch eine erfindungsgemäße Strömungsmaschine gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
Two exemplary embodiments of the invention are shown purely schematically in the drawings and are described in more detail below. It shows
Figure 1
a longitudinal section through a turbomachine according to the invention according to a first embodiment;
Figure 2
a longitudinal section of a detailed view of the Figure 1 ;
Figure 3
a longitudinal section of a detailed view through a turbomachine according to the invention according to a second embodiment; and
Figure 4
a longitudinal section of a detailed view through a turbomachine according to the invention according to a third embodiment.

Die o.g. Figuren werden in zylindrischen Koordinaten betrachtet. Es erstreckt sich eine Längsachse X, welche auch als Rotationsachse X bezeichnet werden kann. Senkrecht zur Längsachse X erstreckt sich eine radiale Richtung R von der Längsachse X weg. Senkrecht zur radialen Richtung R und um die Längsachse X herum erstreckt sich eine Umfangsrichtung (nicht dargestellt).The above figures are viewed in cylindrical coordinates. A longitudinal axis X, which can also be referred to as the axis of rotation X, extends. A radial direction R extends away from the longitudinal axis X perpendicular to the longitudinal axis X. A circumferential direction (not shown) extends perpendicular to the radial direction R and around the longitudinal axis X.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Strömungsmaschine 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Die Strömungsmaschine 1 dient im vorliegenden Fall der Erzeugung eines Fluidstroms A in Form eines Luftstroms A. Entsprechend kann die Strömungsmaschine 1 auch als Gebläse 1, als Ventilator 1 oder als Lüfter 1 bezeichnet werden. Die Strömungsmaschine 1 kann jedoch sinngemäß auch zur Erzeugung eines Flüssigkeitsstroms A verwendet werden. Fig. 1 shows a longitudinal section through a turbomachine 1 according to the invention according to a first embodiment. In the present case, the turbomachine 1 is used to generate a fluid flow A in the form of an air flow A. The turbomachine can accordingly 1 can also be referred to as a blower 1, a fan 1 or a fan 1. The flow machine 1 can, however, also be used to generate a liquid flow A in a corresponding manner.

Das Gebläse 1 weist ein Gehäuse 10 auf, welches in ein Gehäuseaußenteil 11 und in ein Gehäuseinnenteil 12 unterteilt ist. Das Gehäuse 10 bzw. dessen Gehäuseaußenteil 11 weist eine Durchlassöffnung 14 auf, durch welche hindurch der Luftstrom A von dem Gebläse 1 angesogen werden kann. Die Seite des Gebläses 1, welche die Durchlassöffnung 14 aufweist, kann daher auch als Ansaugseite B des Gebläses 1 bezeichnet werden. Der Luftstrom A wird zwischen dem Gehäuseaußenteil 11 und dem Gehäuseinnenteil 12 hindurchgeführt und gelangt über mehrere Durchlassöffnungen 15 wieder aus dem Gehäuse 10 hinaus. Diese Seite des Gehäuses 10 kann als Druckseite C bezeichnet werden.The fan 1 has a housing 10 which is divided into an outer housing part 11 and an inner housing part 12. The housing 10 or its outer housing part 11 has a passage opening 14 through which the air flow A can be sucked in by the fan 1. The side of the fan 1 which has the passage opening 14 can therefore also be referred to as the suction side B of the fan 1. The air flow A is passed between the housing outer part 11 and the housing inner part 12 and passes out of the housing 10 again via a plurality of passage openings 15. This side of the housing 10 can be referred to as the pressure side C.

Zwischen dem Gehäuseaußenteil 11 und dem Gehäuseinnenteil 12 sind mehrere Führungselemente 13 des Gehäuses 10 angeordnet, welche den Luftstrom A auf seinem Weg von der Durchlassöffnung 14 der Ansaugseite B hin zu den Durchlassöffnungen 15 der Druckseite C leiten können. Diese Führungselemente 13 können daher auch als Leitstufen 13 des Gehäuses 10 bzw. des Gehäuseinnenteils 12 bezeichnet werden.A plurality of guide elements 13 of the housing 10 are arranged between the housing outer part 11 and the housing inner part 12, which guide elements 13 can guide the air flow A on its way from the passage opening 14 on the suction side B to the passage openings 15 on the pressure side C. These guide elements 13 can therefore also be referred to as guide steps 13 of the housing 10 or of the housing inner part 12.

Im Bereich zwischen dem Gehäuseaußenteil 11 und dem Gehäuseinnenteil 12, welche der Durchlassöffnung 14 der Ansaugseite B zugewandt ist, ist ein Laufrad 5 angeordnet, welches eine Mehrzahl von Schaufelblättern 50 aufweist. Wird das Laufrad 5 um die Rotationsachse X des Gebläses 1, welche der Längsachse X entspricht, rotiert, so bewegen die Schaufelräder 50 Luft in Richtung der Durchlassöffnungen 15 der Druckseite C, wodurch weitere Luft durch die Durchlassöffnung 14 der Ansaugseite B angesogen wird. Hierdurch wird der Luftstrom A erzeugt.In the area between the housing outer part 11 and the housing inner part 12, which faces the passage opening 14 of the suction side B, an impeller 5 is arranged, which has a plurality of blade blades 50. If the impeller 5 is rotated about the axis of rotation X of the fan 1, which corresponds to the longitudinal axis X, the impellers 50 move air in the direction of the passage openings 15 on the pressure side C, whereby further air is sucked in through the passage opening 14 on the suction side B. This creates the air flow A.

Entlang der Rotationsachse X ist dem Laufrad 5 abgewandt ein Elektromotor 3 angeordnet. Der Elektromotor 3 weist einen Stator 30 bzw. einen Ständer 30 auf, welcher eine Mehrzahl von Blechpaketen sowie Spulen (nicht bezeichnet) aufweist. Der Stator 30 des Elektromotors 3 ist feststehend an dem Gehäuseinnenteil 12 angeordnet. Innerhalb des Stators 30 ist ein Rotor 31 bzw. ein Läufer 31 des Elektromotors 3 angeordnet und feststehend mit der Welle 4 verbunden. Der Rotor 31 des Elektromotors 3 weist eine Mehrzahl von Permanentmagneten (nicht bezeichnet) auf. Zwischen dem Stator 30 und dem Rotor 31 wird in der radialen Richtung R ein radialer Luftspalt (nicht bezeichnet) gebildet.An electric motor 3 is arranged along the axis of rotation X facing away from the impeller 5. The electric motor 3 has a stator 30 or a stator 30, which has a plurality of laminated cores and coils (not designated). The stator 30 of the electric motor 3 is fixedly arranged on the housing inner part 12. A rotor 31 or a rotor 31 of the electric motor 3 is arranged inside the stator 30 and is fixedly connected to the shaft 4. The rotor 31 of the electric motor 3 has a plurality of permanent magnets (not designated). A radial air gap (not designated) is formed between the stator 30 and the rotor 31 in the radial direction R.

Das Laufrad 5 ist feststehend an einem dem Laufrad 5 zugewandten bzw. dem Elektromotor 3 abgewandten Ende 41 einer Welle 4 angeordnet. Die Welle 4 erstreckt sich entlang der Rotationsachse X durch das Gehäuseinnenteil 12 hindurch. Auch ist der Rotor 31 des Elektromotors 3 feststehend an einem dem Elektromotor 3 zugewandten bzw. dem Laufrad 5 abgewandten Ende 40 der Welle 4 angeordnet. Gleichzeitig ist die Welle 4 über eine Lagerung 2 drehbeweglich mit dem Gehäuse 10 bzw. mit dem Gehäuseinnenteil 12 verbunden. Auf diese Art und Weise kann die Welle 4 gegenüber dem Gehäuse 10 mittels des Elektromotors 3 rotiert werden. Diese Rotation kann auf das Laufrad 5 übertragen werden.The impeller 5 is fixedly arranged on an end 41 of a shaft 4 that faces the impeller 5 or faces away from the electric motor 3. The shaft 4 extends along the axis of rotation X through the housing inner part 12. The rotor 31 of the electric motor 3 is also stationary on a wheel facing the electric motor 3 or facing away from the impeller 5 Arranged at the end 40 of the shaft 4. At the same time, the shaft 4 is rotatably connected to the housing 10 or to the housing inner part 12 via a bearing 2. In this way, the shaft 4 can be rotated relative to the housing 10 by means of the electric motor 3. This rotation can be transmitted to the impeller 5.

Die Lagerung 2 ist als sogenanntes Patronenlager 2 realisiert. Das Patronenlager 2 weist eine Hülse 20 auf, welche zylindrisch ausgebildet ist. Ein dem Elektromotor 3 zugewandtes bzw. dem Laufrad 5 abgewandtes Hülsenende (nicht bezeichnet) dient dabei der Verbindung des Patronenlagers 2 mit dem Elektromotor 3. Entlang der Rotationsachse X gegenüberliegend weist die Hülse 20 ein dem Laufrad 5 zugewandtes bzw. dem Elektromotor 3 abgewandtes Hülsenende (nicht bezeichnet) auf, mit dem die Hülse 20 an dem Gehäuseinnenteil 12 angeordnet ist. Die Anordnung des Elektromotors 3 an der Hülse 20 des Patronenlagers 2 kann somit vergleichsweise präzise erfolgen, so dass eine Ausrichtung bzw. Fluchtung mit vergleichsweise hoher Genauigkeit erreicht werden kann. Gleichzeitig kann die Hülse 20 über ihr dem Elektromotor 3 zugewandtes bzw. dem Laufrad 5 abgewandtes Hülsenende feststehend mit dem Gehäuseinnenteil 12 verbunden werden, so dass ein sicherer Halt des Patronenlagers 2 samt Elektromotor 3 erreicht werden kann.The storage 2 is implemented as a so-called cartridge chamber 2. The cartridge chamber 2 has a sleeve 20 which is cylindrical. A sleeve end (not labeled) facing the electric motor 3 or facing away from the impeller 5 serves to connect the cartridge chamber 2 to the electric motor 3. Opposite along the axis of rotation X, the sleeve 20 has a sleeve end facing the impeller 5 or facing away from the electric motor 3 ( not designated), with which the sleeve 20 is arranged on the housing inner part 12. The arrangement of the electric motor 3 on the sleeve 20 of the cartridge chamber 2 can thus take place comparatively precisely, so that an alignment or alignment can be achieved with comparatively high accuracy. At the same time, the sleeve 20 can be fixedly connected to the housing inner part 12 via its sleeve end facing the electric motor 3 or facing away from the impeller 5, so that a secure hold of the cartridge chamber 2 together with the electric motor 3 can be achieved.

Innerhalb der Hülse 20 sind an dem dem Laufrad 5 zugewandten bzw. dem Elektromotor 3 abgewandten Hülsenende ein erstes Lager 21 in Form eines ersten Rillenkugellagers 21 und an dem dem Elektromotor 3 zugewandten bzw. dem Laufrad 5 abgewandten Hülsenende ein zweites Lager 22 in Form eines zweiten Rillenkugellagers 22 angeordnet. Jeweils ein wellenseitiges Lagerelement (nicht dargestellt) jedes Rillenkugellagers 21, 22 ist dabei feststehend an der Welle 4 angeordnet. Ebenso ist jeweils ein hülsenseitiges Lagerelement (nicht dargestellt) jedes Rillenkugellagers 21, 22 feststehend innerhalb der Hülse 20 angeordnet. Zwischen den jeweiligen Lagerelementen der beiden Rillenkugellager 21, 22 ist jeweils eine Mehrzahl von Wälzkörpern in Form von Kugeln angeordnet, welche die Drehbeweglichkeit der Welle 4 gegenüber dem Gehäuse 10 ermöglichen.Inside the sleeve 20, on the sleeve end facing the impeller 5 or facing away from the electric motor 3, there is a first bearing 21 in the form of a first deep groove ball bearing 21 and on the sleeve end facing the electric motor 3 or facing away from the impeller 5, a second bearing 22 in the form of a second Deep groove ball bearing 22 is arranged. A shaft-side bearing element (not shown) of each deep groove ball bearing 21, 22 is fixedly arranged on the shaft 4. Likewise, a respective sleeve-side bearing element (not shown) of each deep groove ball bearing 21, 22 is arranged in a stationary manner within the sleeve 20. Between the respective bearing elements of the two deep groove ball bearings 21, 22 there is a plurality of rolling elements in the form of balls, which enable the rotational mobility of the shaft 4 with respect to the housing 10.

Um dabei zwischen den beiden Rillenkugellager 21, 22 axial entlang der Rotationsachse X eine Vorspannung zu erzeugen, ohne hierfür eine Spiralfeder oder sonstige Feder verwenden zu müssen, weist die Welle 4 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel des Gebläses 1 einen radialen Wellenvorsprung 42 auf, welcher als radiale Verdickung bzw. als radialer Vorsprung ausgebildet ist, siehe auch Figur 2. Der radiale Wellenvorsprung 42 geht dabei mittels einer ersten Schulter 43 in den Wellendurchmesser über und drückt mit der ersten Schulter 43 axial entlang der Rotationsachse X gegen das wellenseitige Lagerelement des ersten Rillenkugellagers 21. Ebenso geht der radiale Wellenvorsprung 42 entlang der Rotationsachse X gegenüberliegend mittels einer zweiten Schulter 44 in den Wellendurchmesser über und drückt mit der zweiten Schulter 44 in der entgegengesetzten Richtung axial entlang der Rotationsachse X gegen das wellenseitige Lagerelement des zweiten Rillenkugellagers 22. Hierdurch wird auf einfache und wirkungsvolle Art und Weise eine axiale Vorspannung entlang der Rotationsachse X zwischen den beiden wellenseitigen Lagerelementen der beiden Rillenkugellager 21, 22 erzeugt.In order to generate a bias between the two deep groove ball bearings 21, 22 axially along the axis of rotation X without having to use a spiral spring or other spring for this purpose, the shaft 4 according to the first embodiment of the fan 1 has a radial shaft projection 42, which as a radial Thickening or is designed as a radial projection, see also Figure 2 . The radial shaft projection 42 merges into the shaft diameter by means of a first shoulder 43 and presses with the first shoulder 43 axially along the axis of rotation X against the shaft-side bearing element of the first deep groove ball bearing 21 Shoulder 44 into the shaft diameter and presses with the second shoulder 44 in the opposite direction axially along the axis of rotation X against the shaft-side bearing element of the second deep groove ball bearing 22. This produces an axial preload along the axis of rotation X between the two shaft-side bearing elements of the two deep groove ball bearings 21, 22 in a simple and effective manner.

Zusätzlich weist die Hülse 20 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ein zylindrisches Abstandselement 23 auf, welches radial innerhalb der Hülse 20 angeordnet und dieser funktionell zugeordnet ist. Das Abstandselement 23 ist entlang der Rotationsachse X zwischen den beiden hülsenseitigen Lagerelementen der beiden Rillenkugellager 21, 22 angeordnet und übt hierdurch seinerseits eine axiale Vorspannkraft entlang der Rotationsachse X auf die beiden hülsenseitigen Lagerelemente der beiden Rillenkugellager 21, 22 aus. Hierdurch wird auf ebenfalls einfache und wirkungsvolle Art und Weise eine axiale Vorspannung entlang der Rotationsachse X zwischen den beiden hülsenseitigen Lagerelementen der beiden Rillenkugellager 21, 22 erzeugt.In addition, the sleeve 20 according to the first exemplary embodiment has a cylindrical spacer element 23 which is arranged radially inside the sleeve 20 and is functionally assigned to it. The spacer element 23 is arranged along the axis of rotation X between the two sleeve-side bearing elements of the two deep groove ball bearings 21, 22 and thereby in turn exerts an axial pretensioning force along the axis of rotation X on the two sleeve-side bearing elements of the two deep groove ball bearings 21, 22. In this way, an axial preload along the axis of rotation X between the two bearing elements of the two deep groove ball bearings 21, 22 on the sleeve side is generated in a likewise simple and effective manner.

Figur 3 zeigt einen Längsschnitt einer Detailansicht durch eine erfindungsgemäße Strömungsmaschine 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. In diesem Fall ist das Abstandselement 23 des ersten Ausführungsbeispiels einstückig mit der Hülse 20 ausgebildet und kann daher als Hülsenvorsprung 24 bezeichnet werden, welcher mit einer ersten Schulter 25 axial entlang der Rotationsachse X gegen das hülsenseitige Lagerelement des ersten Rillenkugellagers 21 drückt. Entsprechend drückt eine zweite Schulter 26 des Hülsenvorsprungs 24 axial entlang der Rotationsachse X gegen das hülsenseitige Lagerelement des zweiten Rillenkugellagers 22. Hierdurch kann auf alternative einfache und wirkungsvolle Art und Weise eine axiale Vorspannung entlang der Rotationsachse X zwischen den beiden hülsenseitigen Lagerelementen der beiden Rillenkugellager 21, 22 erzeugt werden. Die Welle 4 weist einen durchgehend gleichbleibenden Durchmesser auf. Figure 3 shows a longitudinal section of a detailed view through a turbomachine 1 according to the invention according to a second embodiment. In this case, the spacer element 23 of the first embodiment is formed in one piece with the sleeve 20 and can therefore be referred to as a sleeve projection 24, which presses with a first shoulder 25 axially along the axis of rotation X against the sleeve-side bearing element of the first deep groove ball bearing 21. Correspondingly, a second shoulder 26 of the sleeve projection 24 presses axially along the axis of rotation X against the sleeve-side bearing element of the second deep groove ball bearing 22. 22 can be generated. The shaft 4 has a constant diameter throughout.

Dabei könnten die zuvor beschriebenen wellenseitigen und hülsenseitigen Maßnahmen zur Erzeugung einer axialen Vorspannung entlang der Rotationsachse X zwischen den beiden Rillenkugellager 21, 22 alternativ oder in Kombination miteinander angewendet werden. In jedem Fall kann die Verwendung von Federelementen zu diesem Zweck vermieden werden. Hierdurch können Bauteile hinsichtlich Herstellung und Montage eingespart werden, was die Montage vereinfachen sowie die Kosten reduzieren kann.The above-described measures on the shaft side and sleeve side for generating an axial preload along the axis of rotation X between the two deep groove ball bearings 21, 22 could be used alternatively or in combination with one another. In any case, the use of spring elements for this purpose can be avoided. As a result, components can be saved in terms of production and assembly, which can simplify assembly and reduce costs.

Figur 4 zeigt einen Längsschnitt einer Detailansicht durch eine erfindungsgemäße Strömungsmaschine 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel Um dabei zwischen den beiden Rillenkugellager 21, 22 axial entlang der Rotationsachse X eine Vorspannung zu erzeugen, ohne hierfür eine Spiralfeder oder sonstige Feder verwenden zu müssen, weist die Welle 4 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel des Gebläses 1 zwei radiale Wellenvorsprünge 42a und 42b auf, welche jeweils als radiale Verdickung bzw. als radialer Vorsprung ausgebildet sind. Der radiale Wellenvorsprung 42a geht dabei mittels einer ersten Schulter 43 in den Wellendurchmesser über und drückt mit der ersten Schulter 43 axial entlang der Rotationsachse X gegen das wellenseitige Lagerelement des ersten Rillenkugellagers 21. Ebenso geht der radiale Wellenvorsprung 42b entlang der Rotationsachse X gegenüberliegend mittels einer zweiten Schulter 44 in den Wellendurchmesser über und drückt mit der zweiten Schulter 44 in der entgegengesetzten Richtung axial entlang der Rotationsachse X gegen das wellenseitige Lagerelement des zweiten Rillenkugellagers 22. Hierdurch wird auf einfache und wirkungsvolle Art und Weise eine axiale Vorspannung entlang der Rotationsachse X zwischen den beiden wellenseitigen Lagerelementen der beiden Rillenkugellager 21, 22 erzeugt. Gegenüber einem einzelnen Wellenvorsprung wie in Figur 2 kann durch diese Ausführungsform beispielsweise das Gewicht der Welle und somit der Strömungsmaschine 1 verringert werden. Figure 4 shows a longitudinal section of a detailed view through a turbo machine 1 according to the invention according to a third embodiment. In order to generate a bias between the two deep groove ball bearings 21, 22 axially along the axis of rotation X without having to use a spiral spring or other spring, the shaft 4 according to the Third embodiment of the fan 1 has two radial shaft projections 42a and 42b, which are each formed as a radial thickening or as a radial projection are. The radial shaft projection 42a merges into the shaft diameter by means of a first shoulder 43 and presses with the first shoulder 43 axially along the axis of rotation X against the shaft-side bearing element of the first deep groove ball bearing 21 Shoulder 44 into the shaft diameter and presses with the second shoulder 44 in the opposite direction axially along the axis of rotation X against the shaft-side bearing element of the second deep groove ball bearing 22. This creates an axial preload along the axis of rotation X between the two in a simple and effective manner shaft-side bearing elements of the two deep groove ball bearings 21, 22 generated. Compared to a single shaft projection as in Figure 2 For example, the weight of the shaft and thus of the turbomachine 1 can be reduced by this embodiment.

Bezugszeichenliste (Bestandteil der Beschreibung)List of reference symbols (part of the description)

AA.
Fluidstrom; Flüssigkeitsstrom; Luftstrom; Strömungsrichtung des Fluids, der Flüssigkeit bzw. der LuftFluid flow; Liquid flow; Airflow; Direction of flow of the fluid, the liquid or the air
BB.
Ansaugseite der Strömungsmaschine 1Intake side of the turbo machine 1
CC.
Druckseite der Strömungsmaschine 1Pressure side of the turbomachine 1
RR.
radiale Richtungradial direction
XX
Längsachse; RotationsachseLongitudinal axis; Axis of rotation
11
Strömungsmaschine; Gebläse; Ventilator; LüfterTurbo machine; Fan; Fan; Fan
1010
Gehäusecasing
1111
GehäuseaußenteilHousing outer part
1212th
GehäuseinnenteilHousing inner part
1313th
Führungselemente des Gehäuses 10; Leitstufen des Gehäuses 10 bzw. des Gehäuseinnenteils 12Guide elements of the housing 10; Guide stages of the housing 10 or of the housing inner part 12
1414th
Durchlassöffnung des Gehäuses 10 der Ansaugseite BPassage opening of the housing 10 of the suction side B
1515th
Durchlassöffnungen des Gehäuses 10 der Druckseite CPassage openings of the housing 10 of the pressure side C
22
Lagerung; PatronenlagerStorage; Cartridge chamber
2020th
HülseSleeve
2121
erstes (Rillenkugel-)Lagerfirst (deep groove ball) bearing
2222nd
zweites (Rillenkugel-)Lagersecond (deep groove ball) bearing
2323
AbstandselementSpacer
2424
HülsenvorsprungSleeve projection
2525th
erste Schulter des Hülsenvorsprungs 24first shoulder of the sleeve projection 24
2626th
zweite Schulter des Hülsenvorsprungs 24second shoulder of the sleeve projection 24
33
ElektromotorElectric motor
3030th
Stator bzw. Ständer des Elektromotors 3Stator or stator of the electric motor 3
3131
Rotor bzw. Läufer des Elektromotors 3Rotor or rotor of the electric motor 3
44th
Wellewave
4040
dem Elektromotor 3 zugewandtes bzw. dem Laufrad 5 abgewandtes Wellenendethe shaft end facing the electric motor 3 or facing away from the impeller 5
4141
dem Laufrad 5 zugewandtes bzw. dem Elektromotor 3 abgewandtes Wellenendethe shaft end facing the impeller 5 or facing away from the electric motor 3
42, 42a, 42b42, 42a, 42b
WellenvorsprungWave protrusion
4343
erste Schulter des Wellenvorsprungsfirst shoulder of the wave protrusion
4444
zweite Schulter des Wellenvorsprungssecond shoulder of the shaft protrusion
55
LaufradWheel
5050
SchaufelblätterShovel blades

Claims (11)

Strömungsmaschine (1)
mit wenigstens einem Gehäuse (10),
mit wenigstens einem Elektromotor (3) mit einem am Gehäuse (10) feststehend angeordneten Stator (30) und mit einem gegenüber dem Stator (30) drehbeweglichen Rotor (31), mit wenigstens einer Welle (4), welche mit dem Rotor (31) feststehend verbunden ist,
wobei die Welle (4) wenigstens ein Laufrad (5) aufweist, welches ausgebildet ist, durch seine Rotation einen Fluidstrom (A) zu erzeugen, und
mit einer Lagerung (2), welche entlang der Rotationsachse (X) der Welle (4) zwischen dem Elektromotor (3) und dem Laufrad (5) angeordnet ist,
wobei die Lagerung (2) wenigstens zwei Lager (21, 22) aufweist, welche entlang der Rotationsachse (X) der Welle (4) zueinander beabstandet sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Welle (4) ausgebildet ist, die beiden Lager (21, 22) entlang der Rotationsachse (X) der Welle (4) gegenüber einander axial vorzuspannen, und/oder
die Lagerung (2) eine Hülse (20) aufweist, welche die beiden Lager (21, 22) zumindest abschnittsweise radial umschließt,
wobei die Hülse (20) ausgebildet ist, die beiden Lager (21, 22) entlang der Rotationsachse (X) der Welle (4) gegenüber einander axial vorzuspannen.Turbo machine (1)
with at least one housing (10),
with at least one electric motor (3) with a stator (30) fixedly arranged on the housing (10) and with a rotor (31) rotatable relative to the stator (30), with at least one shaft (4) which is fixedly connected to the rotor (31),
wherein the shaft (4) has at least one impeller (5) which is designed to generate a fluid flow (A) by its rotation, and
with a bearing (2) which is arranged along the axis of rotation (X) of the shaft (4) between the electric motor (3) and the impeller (5),
wherein the bearing (2) has at least two bearings (21, 22) which are spaced from one another along the axis of rotation (X) of the shaft (4),
characterized in that
the shaft (4) is designed to axially preload the two bearings (21, 22) relative to one another along the axis of rotation (X) of the shaft (4), and / or
the bearing (2) has a sleeve (20) which radially encloses the two bearings (21, 22) at least in sections,
wherein the sleeve (20) is designed to axially preload the two bearings (21, 22) relative to one another along the axis of rotation (X) of the shaft (4). Strömungsmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
die Welle (4) wenigstens einen radialen Wellenvorsprung (42, 42a, 42b) aufweist, welcher ausgebildet ist, die beiden Lager (21, 22) entlang der Rotationsachse (X) der Welle (4) gegenüber einander axial vorzuspannen.Turbo machine (1) according to claim 1, characterized in that
the shaft (4) has at least one radial shaft projection (42, 42a, 42b) which is designed to axially preload the two bearings (21, 22) relative to one another along the axis of rotation (X) of the shaft (4). Strömungsmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
die Welle (4) wenigstens zwei radiale Wellenvorsprünge aufweist, welche ausgebildet sind, die beiden Lager (21, 22) entlang der Rotationsachse (X) der Welle (4) gegenüber einander axial vorzuspannen.Turbo machine (1) according to claim 1, characterized in that
the shaft (4) has at least two radial shaft projections which are designed to axially preload the two bearings (21, 22) relative to one another along the axis of rotation (X) of the shaft (4). Strömungsmaschine (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Hülse (20) wenigstens einen radial innenseitigen Hülsenvorsprung (24) aufweist, welcher ausgebildet ist, die beiden Lager (21, 22) entlang der Rotationsachse (X) der Welle (4) gegenüber einander axial vorzuspannen.Turbo machine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that
the sleeve (20) has at least one radially inner sleeve projection (24) which is designed to axially preload the two bearings (21, 22) relative to one another along the axis of rotation (X) of the shaft (4). Strömungsmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass
die Hülse (20) wenigstens zwei radial innenseitige Hülsenvorsprünge aufweist, welcher ausgebildet sind, die beiden Lager (21, 22) entlang der Rotationsachse (X) der Welle (4) gegenüber einander axial vorzuspannen.Turbo machine (1) according to one of claims 1 to 3, characterized in that
the sleeve (20) has at least two radially inner sleeve projections which are designed to axially preload the two bearings (21, 22) relative to one another along the axis of rotation (X) of the shaft (4). Strömungsmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass
die Hülse (20) ein Abstandselement (23) aufweist, welches ausgebildet ist, die beiden Lager (21, 22) entlang der Rotationsachse (X) der Welle (4) gegenüber einander axial vorzuspannen.Turbo machine (1) according to one of claims 1 to 3, characterized in that
the sleeve (20) has a spacer element (23) which is designed to axially preload the two bearings (21, 22) relative to one another along the axis of rotation (X) of the shaft (4). Strömungsmaschine (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Welle (4) und/oder die Hülse (2) stoffschlüssig mit wenigstens einem der beiden Lager (21; 22), vorzugsweise mit beiden Lagern (21, 22), verbunden ist/sind.Turbo machine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that
the shaft (4) and / or the sleeve (2) is / are materially connected to at least one of the two bearings (21; 22), preferably to both bearings (21, 22). Strömungsmaschine (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Lagerung (2) als Patronenlager (2) ausgebildet ist.Turbo machine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that
the storage (2) is designed as a cartridge chamber (2). Strömungsmaschine (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die beiden Lager (21, 22) jeweils ein wellenseitiges Lagerelement, welches feststehend mit der Welle (4) verbunden ist, und jeweils ein hülsenseitiges Lagerelement aufweisen, welches feststehend mit der Hülse (20) verbunden ist,
wobei jeweils zwischen dem wellenseitigen Lagerelement und dem hülsenseitigen Lagerelement eine Mehrzahl von Wälzkörpern angeordnet ist.Turbo machine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that
the two bearings (21, 22) each have a shaft-side bearing element which is fixedly connected to the shaft (4), and each have a sleeve-side bearing element which is fixedly connected to the sleeve (20),
a plurality of rolling elements being arranged in each case between the shaft-side bearing element and the sleeve-side bearing element. Strömungsmaschine (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die beiden Lager (21, 22) als Rillenkugellager (21, 22) ausgebildet sind.Turbo machine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that
the two bearings (21, 22) are designed as deep groove ball bearings (21, 22). Haushalts- oder Küchengerät
mit einer Strömungsmaschine (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche.Household or kitchen appliance
with a turbomachine (1) according to one of the preceding claims.
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