WO2003029657A1 - Vorrichtung zum einsatz in einer gebläseanordnung - Google Patents

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WO2003029657A1
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sealing ring
blower
housing
fan
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Thomas Seith
Diethard Görig
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BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/08—Sealings
    • F04D29/16—Sealings between pressure and suction sides
    • F04D29/161—Sealings between pressure and suction sides especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/162—Sealings between pressure and suction sides especially adapted for elastic fluid pumps of a centrifugal flow wheel

Definitions

  • the present invention relates to a device for use in a blower arrangement, in particular for use in a blower arrangement for a household appliance, and a blower arrangement.
  • the term household appliance includes Floor care appliances and extractor hoods.
  • blower arrangements are used which can be set over a wide range of a respective delivery rate.
  • fan arrangements with an electric motor and a centrifugal impeller connected in a rotationally fixed manner to a motor output shaft are known.
  • the centrifugal fan wheel is, among other things. to form a directed air flow from one
  • blower housing Surround the blower housing, which widens like a truncated cone from an inflow opening to the motor drive.
  • a seal for largely filling an air gap between the centrifugal impeller and the inside of the fan housing is arranged in the inflow opening in order to reduce backflow losses and the associated loss in performance of the fan arrangement.
  • This object is achieved according to the invention by a device having the features of claim 1 and a correspondingly equipped fan arrangement according to claim 14.
  • a device accordingly provides that the seal is designed as a sealing ring and the sealing ring is connected out of the blower housing with a buffer part which surrounds the inflow opening in a sealing manner.
  • a sealing ring is also arranged in the area of an inflow opening of the blower arrangement, which serves to seal an air gap between a centrifugal blower wheel and an inside of a blower housing.
  • this sealing ring is now out of the
  • Fan housing extending out and connected to a buffer part which surrounds the inflow opening as a bearing element. According to the invention there is therefore only a part which is restricted to the region of the inflow opening of the blower arrangement.
  • an outer contour of the buffer part is adapted to an inner contour of an opening to be sealed.
  • the buffer part thus also fulfills the tasks of fixing and sealing the blower arrangement in a predetermined opening.
  • the material of the sealing ring is designed to be suitable for grinding in by a centrifugal fan wheel in an installed position on the fan housing.
  • a centrifugal fan wheel in an installed position on the fan housing.
  • the material of the buffer part is elastic. So it is well suited for the above-mentioned tasks of storage, fixing and sealing.
  • the buffer part does not have to be applied in this form as a sealant, which hardens only on site on the blower housing.
  • the buffer part is advantageously designed to be conically tapered outside the inflow opening. This makes it easier to insert the blower arrangement into a receptacle.
  • the sealing ring and the buffer part are designed as a one-piece body and also in one substance. This significantly reduces manufacturing and assembly costs. Installation is also simplified, as will be described below using an exemplary embodiment with reference to the drawing. Accordingly, the one-piece combination of sealing ring and buffer part is referred to below only as a body.
  • the material of the body preferably has a hardness of approximately 40 to approximately 50 Shore. Furthermore, it has a strength of approximately 10 to approximately 20 N / mm 2 and / or an elasticity of approximately 40 to approximately 60% and preferably permits an elongation of approximately 150 to approximately 300%.
  • the material of the body is to be selected in particular in such a way that the above-mentioned values are maintained even after aging under the operating conditions in a floor care device with continuous vibration exposure and elevated temperatures.
  • the buffer part is provided with a recess for setting an elasticity that differs from the sealing ring.
  • These recesses are preferably provided in the form of approximately equidistant blind holes in the buffer part.
  • a device enables. Easier inclusion of a blower arrangement even in the cramped environment and the difficult installation conditions in the interior of a floor care device. At the same time, while lowering the individual elements involved in the installation, a new seal is created between the blower housing or a blower hood and the centrifugal blower wheel while optimizing the blower performance data, in particular while reducing the losses that occur.
  • the invention explained below with reference to an embodiment is particularly characterized in that no separate components are required for the inner and outer sealing. At the same time, an individually adjustable compensation is created in the production of tolerances that always occur between fixed and rotating fan parts.
  • the storage and simultaneous fixation of a device according to the invention by the buffer part also achieves a substantial noise reduction. A selection of materials in a wide range of parameters is possible, in particular the proposed design measures allow a largely independent adjustment of the spring stiffness of the sealing rings and the buffer part.
  • Figure 1 a sketched sectional view of a vacuum cleaner housing along a longitudinal axis
  • Figure 2 shows an enlarged section of Figure 1
  • Figure 3 is a sectional view of the body from the sealing ring and buffer
  • Figure 4 an enlarged section of Figure 3;
  • Figure 5 is a three-dimensional view of the body of Figure 3.
  • FIG. 1 shows a sectional illustration along a longitudinal axis of a vacuum cleaner housing SG using a device 1 according to the invention.
  • the vacuum cleaner housing SG is subdivided into a dust chamber SK following an sucked-in air flow L, which is separated from an engine room MR by a partition wall TW with one or more filters F.
  • An air guide funnel LT is provided in the partition TW as a space-saving and flow-optimized adaptation of the air flow L for transfer to a fan G.
  • FIG. 2 An enlarged area of FIG. 2 shows an area around an engine M in the engine compartment MR.
  • Arrows P1 and P2 identify two bearing points of the engine M in the engine compartment MR or in the air guide funnel LT of the partition TW and an opposite rear wall of the engine compartment MR.
  • the shape of a device according to the invention or a body 1, which serves as one of the two bearing points, can now also be seen in section.
  • the body 1 is clamped in the area of an inflow opening E on an edge area of a blower housing GG.
  • the body 1 forms a sealing ring 2 in the inflow opening E.
  • the body then extends out of the inflow opening E and radially surrounds the inflow opening E with the formation of a buffer part 3.
  • the body 1 is thus closed towards the dust chamber and on an outer circumference U one
  • the fan with the motor M fixedly mounted thereon is arranged sealingly with the air guide funnel LT and thus on the partition wall TW towards the dust chamber SR.
  • the body 1 shown in the figures of the drawing also serves as a sealing ring 2 or as a seal between the blower housing GG and the centrifugal fan wheel LR and also as a sealing bearing of the blower housing GG on the partition wall TW.
  • the buffer part 3 serves to compensate for tolerances and also reduces the noise that occurs during operation. In addition, vibrations and a tendency to oscillate in the arrangement of the fan G and the motor M are reduced by coordinating a spring stiffness of the material in the region of the buffer part 3.
  • a radially extending recess 4 is provided in the inflow opening E.

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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)
  • Constitution Of High-Frequency Heating (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einsatz in einer Gebläseanordnung, die insbesondere zum direkten Antrieb durch einem Elektromotor ausgebildet ist, wobei in der Gebläseanordnung ein Zentrifugalgebläserad drehfest mit einer Antriebswelle verbundenen ist, das Zentrifugalgebläserad u.a. zur Ausbildung eines gerichteten Luftstroms von einem Gebläsegehäuse umgeben ist, in einer Einströmöffnung eine Dichtung zum weitgehenden Ausfüllen eines Luftspaltes zwischen dem Zentrifugalgebläserad und der Innenseite des Gebläsegehäuses angeordnet ist. Um eine Vorrichtung der genannten Art unter Verbesserung ihrer Aufnahme und Abdichtung gerade für einen Einsatz in einem Staubsauger weiterzubilden, wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung (1) als Dichtring (2) ausgebildet ist und der Dichtring (2) aus dem Gebläsegehäuse (GG) heraus mit einem Pufferteil (3) verbunden ist, der die Einströmöffnung (E) abdichtend umgibt.

Description

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

Claims

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