WO2023099087A1 - Ventilator mit zweiseitig gelagerter rotorwelle - Google Patents

Ventilator mit zweiseitig gelagerter rotorwelle Download PDF

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WO2023099087A1
WO2023099087A1 PCT/EP2022/079898 EP2022079898W WO2023099087A1 WO 2023099087 A1 WO2023099087 A1 WO 2023099087A1 EP 2022079898 W EP2022079898 W EP 2022079898W WO 2023099087 A1 WO2023099087 A1 WO 2023099087A1
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WO
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rotation
axis
bearing
support structure
fan
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Application number
PCT/EP2022/079898
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English (en)
French (fr)
Inventor
Jonas Woelki
Original Assignee
Ebm-Papst St. Georgen Gmbh & Co. Kg
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Publication date
Application filed by Ebm-Papst St. Georgen Gmbh & Co. Kg filed Critical Ebm-Papst St. Georgen Gmbh & Co. Kg
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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
    • F04D25/00—Pumping installations or systems
    • F04D25/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D25/0606—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven the electric motor being specially adapted for integration in the pump
    • F04D25/0613—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven the electric motor being specially adapted for integration in the pump the electric motor being of the inside-out type, i.e. the rotor is arranged radially outside a central stator
    • F04D25/062—Details of the 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
    • F04D19/00—Axial-flow pumps
    • F04D19/002—Axial flow fans
    • 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
    • F04D29/60—Mounting; Assembling; Disassembling
    • F04D29/64—Mounting; Assembling; Disassembling of axial pumps
    • F04D29/644—Mounting; Assembling; Disassembling of axial pumps especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/646—Mounting or removal of fans

Definitions

  • the invention relates to a fan, which is characterized in particular in that its rotor shaft is mounted both on a first side and on an opposite second side along an axis of rotation by a respective bearing against a respective support structure, between which a rotor unit of the fan is arranged.
  • a large number of fans and corresponding fan arrangements are known from the prior art. Particularly in the case of axial fans, but also diagonal fans, provision is usually made for a rotatable rotor unit of the fan to be overhung by means of a rotor shaft via two bearings, which are arranged in a common bearing tube.
  • the bearing tube surrounds the rotor shaft and is only fixed on one side in the longitudinal direction and is free on the opposite side. Oscillations arising during the rotation of the rotor unit must be transmitted via the rotor shaft to the bearing tube and dissipated by the bearing tube, which must withstand the oscillations and vibrations accordingly.
  • metal or another high-strength material often has to be used instead of inexpensive plastic that is easy to process, in order to be able to ensure reliable use at the corresponding speeds in terms of rotor dynamics, which is, however, correspondingly complex and expensive.
  • the invention is therefore based on the object of overcoming the aforementioned disadvantages and providing a fan with an alternative structure in which the vibrations occurring in the high-performance range can be dissipated simply and inexpensively.
  • a fan which has a rotor unit which can be rotated about an axis of rotation and has a rotor shaft which extends along the axis of rotation. Furthermore, the fan has a first support structure on a first side of the rotor unit along the axis of rotation and a second support structure on a second side of the rotor unit that is opposite along the axis of rotation and therefore spaced apart from it along the axis of rotation.
  • the rotor shaft is mounted on the first support structure with a first bearing on the first side and on the second support structure on the second side with a second bearing.
  • the fan is preferably an axial fan, although it can also be a diagonal fan.
  • the fan can be designed to suck in air on the first or second side and blow it out on the respectively opposite side or orthogonally to the axis of rotation. If air is sucked in or blown out on the first or second side, the respective support structure is designed to be air-permeable.
  • the rotor unit has a fan wheel which is connected to the rotor shaft in a rotationally fixed manner, which can also be referred to as an impeller and preferably has a large number of vanes or blades which extend in the radial direction and are uniformly distributed in the circumferential direction and which, starting from an inner ring of the Impeller can extend radially outward.
  • the bearings for mounting the rotor unit or the fan wheel are not arranged in a common bearing tube or not inside the fan wheel, but rather on separate support structures offset along the axis of rotation.
  • the bearings can be located along the axis of rotation outside of a rotor unit, which is formed in particular by the fan wheel and a rotor of an electric motor driving the fan wheel.
  • the rotor of the electric motor can in particular have magnets and optionally also a return ring.
  • a connecting element extending in the radial direction from the return ring to the rotor shaft can also be provided as part of the rotor or the rotor unit, which is also integral with the return lock ring can be formed so that it can be cup-shaped.
  • the return ring or also the preferably plate-shaped connecting element can be connected to the rotor shaft via a shaft-hub connection.
  • a connecting element is provided, this can also be molded directly onto the rotary shaft.
  • the fan wheel and/or the entire rotor unit which can be formed by the fan wheel and the rotor, and whose centers of gravity lie along the axis of rotation between the bearings and the bearing points resulting from the bearings.
  • the first and the second bearing are each preferably a radial bearing.
  • One of the bearings can be provided as a fixed bearing and the other bearing as a floating bearing.
  • the fan preferably has a motor with the rotor, which is formed in particular by magnets, for driving the rotor unit in rotation.
  • the rotor itself is part of the rotor unit and is non-rotatably connected to the rotor shaft.
  • the connection of the rotor to the rotor shaft can be established via the connecting element already explained or via the pot-like design of the return ring.
  • the rotor is arranged completely between the first bearing and the second bearing, in particular along the axis of rotation.
  • the motor is in particular an electric motor whose stator can be arranged radially inside the rotor, the stator may further be arranged in the circumferential direction around a rotary shaft explained below.
  • the first support structure is formed by at least one inlet web and preferably a large number of inlet webs.
  • the at least one inlet web extends outwards in the radial direction from the axis of rotation. If several inlet webs are provided, these preferably extend in a star shape from the radial inside to the radial outside.
  • the second support structure can also preferably be made for the second support structure to be formed by at least one outlet rib and preferably a multiplicity of outlet ribs.
  • the at least one outlet web extends outwards from the axis of rotation in the radial direction. If several outlet webs are provided, these also preferably extend in a star shape from the radial inside to the radial outside.
  • the first bearing is supported by the inlet webs and the second bearing by the outlet webs or fixed to them, so that the inlet and outlet webs are the respective support structure for the respective bearing or for the rotor shaft supported thereby and the form the rotor unit. Due to the support provided by the inlet and outlet webs, forces can be dissipated from the bearings and in particular the forces in the radial direction.
  • a respective bearing which typically consists of an inner and outer ring, can also be fixed to its outer ring on the respective webs.
  • the fan can have a housing ring that completely encircles the rotor unit in the circumferential direction about the axis of rotation. If air is to be blown out laterally or orthogonally to the axis of rotation, this can also be designed to be air-permeable in sections. If such a housing ring is provided, a further advantageous variant provides that the first support structure or the inlet webs and/or the second support structure or the outlet webs is/are each fixed to the housing ring and is/are separated from the housing ring and in particular in one to the Axis of rotation orthogonal plane extend to the axis of rotation.
  • first support structure can be fixed or connected in one piece at an end section that is spaced apart from the axis of rotation in the radial direction by a first mounting ring that encircles the axis of rotation in the circumferential direction, to which the housing ring is fixed.
  • second support structure is fixed or integrally connected to an end section that is spaced apart from the axis of rotation in the radial direction by a second mounting ring that runs around the axis of rotation in the direction of rotation, to which the housing ring is fixed.
  • the first mounting ring and/or the second mounting ring can each have a circumferential groove or surface for receiving the housing ring, in or on which the housing ring can be fixed.
  • the first support structure can form a first bearing receptacle encircling the axis of rotation for accommodating the first bearing and/or the second support structure can form a second bearing receptacle encircling the axis of rotation for accommodating the second bearing.
  • the bearing mount can in particular be designed in the shape of a pot.
  • an outer ring of the respective bearing can also be fixed in the respective bearing mount.
  • a first pot-like bearing mount can also face the fan wheel or be open in the direction of the fan wheel.
  • a second pot-like bearing mount can face away from the fan wheel.
  • mounting elements extending in the radial direction can be provided on the first side and/or on the second side, with which the fan can be fixed to a fan mount.
  • the assembly elements are preferably distributed uniformly in the circumferential direction around the axis of rotation.
  • the mounting elements can be formed in particular by tabs extending radially outwards.
  • the mounting elements can be formed integrally by the inlet or outlet webs. For example, part of a large number of inlet or outlet webs can protrude beyond the housing ring in the radial direction and have or form a tab or opening as assembly elements radially outside the housing ring.
  • the mounting elements can also be formed integrally with the housing ring or the first mounting ring or the second mounting ring or can be fixed to them.
  • differently designed mounting elements can be provided for different installation situations or intended uses, which can be selected depending on the respective situation and can be provided on one of the mounting rings or the housing ring.
  • housing ring and/or the fan wheel and/or the inlet webs and/or the outlet webs and/or the first mounting ring and/or the second mounting ring can be made of plastic and preferably made entirely of plastic.
  • housing ring and/or the fan wheel and/or the inlet webs and/or the outlet webs and/or the first mounting ring and/or the second mounting ring can be manufactured in a plastic injection molding process.
  • the inlet webs, the first Bearing receptacle and the second mounting ring are integrally formed ie cohesively with each other.
  • the outlet webs, the second bearing mount and the second mounting ring can be formed in one piece with one another.
  • individual components can also be made of other materials, such as metal.
  • the inlet webs or the outlet webs or, in general, the first or the second support structure can be made of metal on a side of the rotor shaft that is subject to greater loads.
  • FIG. 2 is a plan view of a fan.
  • FIG. 1 shows a cross-section of a fan 1 designed as an axial fan, the fan 1 shown in a top view in FIG. 2 being able to correspond to that of FIG.
  • the fan 1 has an impeller 10 with a large number of fan blades 11 which are spaced apart from one another in the circumferential direction U and extend outwards in the radial direction R.
  • the impeller 10 can be driven in rotation about the axis of rotation X by a motor.
  • the motor has a rotor formed by magnets 31 and a stator
  • the magnets 31 being connected to the fan wheel 10 via a pot-shaped return ring 32, which itself can be seen as part of the rotor.
  • the fan wheel 10 and the magnets 31 together with the pot-shaped yoke ring 32 form a rotor unit which is connected via the pot-shaped yoke ring 32 and a shaft-hub connection
  • the first side A can also be referred to as the intake side and the second side B as the discharge side.
  • the rotor shaft 12 is not mounted in a bearing tube, but via two bearing points which are spaced apart from one another and which are each spaced apart from the fan wheel 10 or the rotor unit along the axis of rotation X.
  • a first bearing 21 and a second bearing 22 are provided, on which the rotor shaft 12 is mounted.
  • the bearings 21, 22 are each supported by their own support structure, which extends radially outwards.
  • a multiplicity of inlet webs 41 are provided, which form the first support structure and extend from the radial outside in the radial direction R to the axis of rotation X and support the first bearing 21 .
  • a multiplicity of outlet webs 42 which form the second support structure and also extend from the radial outside in the radial direction R to the axis of rotation X and support the second bearing 22 .
  • the inlet webs 41 merge in a region around the axis of rotation X into a cup-shaped first bearing receptacle 46 in which the first bearing 21 is accommodated.
  • outlet webs 42 merge in a region around the axis of rotation X into a cup-shaped second bearing receptacle 47 in which the second bearing 22 is accommodated.
  • the first inlet webs 41 and the second outlet webs 42 each merge into a mounting ring 44, 45 that completely surrounds the axis of rotation X in the circumferential direction U.
  • the rotor unit or the fan wheel 10 is completely surrounded in the circumferential direction U by a housing ring 43 which is fixed on the first side A to the first mounting ring 44 and on the second side B to the second mounting ring 45 .
  • first bearing 21 and the second bearing 22 are connected to one another via the respective webs 41, 42, the respective mounting ring 44, 45 and the housing ring 43, so that the rotor shaft 12 and the rotor unit fixed thereto can rotate along the axis of rotation X on both sides and along the axis of rotation X to be supported at a distance from the rotor unit.
  • the webs 41, 42, the bearing mounts 46, 47 and the mounting rings 44, 45 can be made of inexpensive materials and in particular plastic.
  • the fan 1 shown in FIG. 2 from a top view from the first side A is simplified and shown in particular without the rotor unit.
  • 45 four mounting elements 48 distributed uniformly around the circumference of the first mounting ring 44 in the circumferential direction U are shown here for fastening the fan 1, which in the present example are formed integrally with the first mounting ring 44.
  • the fan 48 can be fixed to a fan mount in a simple manner by means of the assembly elements 48 shown.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Ventilator (1), aufweisend eine um eine Rotationsachse (X) rotierbare Rotoreinheit mit einer sich entlang der Rotationsachse (X) erstreckenden Rotorwelle (12), wobei der Ventilator (1) an einer entlang der Rotationsachse (X) ersten Seite (A) der Rotoreinheit eine erste Stützstruktur und an einer entlang der Rotationsachse (X) gegenüberliegen den zweiten Seite (B) der Rotoreinheit eine zweite Stützstruktur aufweist, wobei die Rotorwelle (12) an der ersten Seite (A) mit einem ersten Lager (21) an der ersten Stützstruktur und an der zweiten Seite (B) mit einem zweiten Lager (22) an der zweiten Stützstruktur gelagert ist.

Description

Ventilator mit zweiseitig gelagerter Rotorwelle
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft einen Ventilator, welcher sich insbesondere dadurch auszeichnet, dass seine Rotorwelle sowohl an einer ersten Seite als auch an einer entlang einer Rotationsachse gegenüberliegenden zweiten Seite durch ein jeweiliges Lager gegen eine jeweilige Stützstruktur gelagert ist, zwischen welchen eine Rotoreinheit des Ventilators angeordnet ist.
Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Ventilatoren und entsprechenden Ventilatoranordnungen bekannt. Insbesondere bei Axialvenilatoren aber auch Diagonalvenitlatoren ist zumeist vorgesehen, dass eine rotierbare Rotoreinheit des Ventilators mittels einer Rotorwelle fliegend über zwei Lager gelagert sind, welche in einem gemeinsamen Lagerrohr angeordnet sind.
Dabei umgibt das Lagerrohr die Rotorwelle und ist in Längsrichtung nur an einer Seite fixiert und an der gegenüberliegenden Seite frei. Bei der Rotation der Rotoreinheit entstehende Schwingungen müssen über die Rotorwelle auf das Lagerrohr übertragen und von dem Lagerrohr abgeleitet werden, welches den Schwingungen und Vibrationen entsprechend standhalten muss.
Im Hochleistungsbereich von Ventilatoren muss dann oft ein höherwertiges Material sowohl für das Lagerrohr als auch für ein Gehäuse, an welchem das Lagerrohr einseitig fixiert ist, eingesetzt werden, um nicht beschädigt zu werden.
Daher muss statt kostengünstigem und einfach zu verarbeitenden Kunststoff oftmals Metall oder ein anderes hochfestes Material verwendet werden, um einen sicheren Einsatz bei entsprechenden Drehzahlen rotordynamisch gewährleisten zu können, was jedoch entsprechend aufwändig und teuer ist.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile zu überwinden und einen Ventilator mit einem alternativen Aufbau bereitzustellen, bei welchem die im Hochleistungsbereich entstehenden Schwingungen einfach und kostengünstig abgeleitet werden können.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Erfindungsgemäß wird daher ein Ventilator vorgeschlagen, welcher eine um eine Rotationsachse rotierbare Rotoreinheit mit einer sich entlang der Rotationsachse erstreckenden Rotorwelle aufweist. Ferner weist der Ventilator an einer entlang der Rotationsachse ersten Seite der Rotoreinheit eine erste Stützstruktur und an einer entlang der Rotationsachse gegenüberliegenden und mithin entlang der Rotationsachse dazu beabstandeten zweiten Seite der Rotoreinheit eine zweite Stützstruktur auf. Die Rotorwelle ist an der ersten Seite mit einem ersten Lager an der ersten Stützstruktur und an der zweiten Seite mit einem zweiten Lager an der zweiten Stützstruktur gelagert. Bei dem Ventilator handelt es sich vorzugsweise um einen Axialventilator, wobei es sich auch um einen Diagonalventilator handeln kann.
Der Ventilator kann insbesondere ausgebildet sein, Luft an der ersten oder zweiten Seite anzusaugen und auf der jeweils gegenüberliegenden Seite oder orthogonal zu der Rotationsachse auszublasen. Wird Luft an der ersten oder zweiten Seite angesaugt oder ausgeblasen, ist die jeweilige Stützstruktur luftdurchlässig ausgebildet.
In einer vorteilhaften Weiterbildung weist die Rotoreinheit ein rotationsfest mit der Rotorwelle verbundenes Ventilatorrad auf, welches auch als Laufrad bezeichnet werden kann und vorzugsweise eine Vielzahl von sich in Radialrichtung erstreckenden und in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilten Flügeln bzw. Schaufeln aufweist, welche sich ausgehend von einem Innenring des Laufrades nach radialaußen erstrecken können.
Abweichend von aus dem Stand der Technik vorgesehenen Ventilatoren, sind die Lager zur Lagerung der Rotoreinheit bzw. des Ventilatorrades also nicht in einem gemeinsamen Lagerrohr bzw. nicht innerhalb des Ventilatorrades angeordnet, sondern jeweils an separaten entlang der Rotationsachse versetzten Stützstrukturen.
Die Lager können dabei entlang der Rotationsachse außerhalb einer Rotoreinheit liegen, welche insbesondere durch das Ventilatorrad und einen Rotor eines das Ventilatorrad antreibenden Elektromotors gebildet wird. Der Rotor des Elektromotors kann insbesondere Magneten und optional auch einen Rückschlussring aufweisen.
Zusätzlich kann auch ein sich in Radialrichtung von dem Rückschlussring zu der Rotorwelle erstreckendes Verbindungselement als Teil des Rotors oder der Rotoreinheit vorgesehen sein, welches auch integral mit dem Rück- schlussring ausgebildet sein kann, sodass dieser topfförmig ausgebildet sein kann.
Der Rückschlussring oder auch das vorzugsweise tellerförmige Verbindungselement kann über eine Welle-Nabe-Verbindung mit der Rotorwelle verbunden sein. Insbesondere, wenn ein Verbindungselement vorgesehen ist, kann dieses auch unmittelbar an die Rotationswelle angespritzt sein.
Daraus ergibt sich, dass das Ventilatorrad und/oder die gesamte Rotoreinheit, welche durch das Ventilatorrad und den Rotor gebildet sein kann, und deren Schwerpunkte entlang der Rotationsachse zwischen den Lagern und den sich durch die Lager ergebenden Lagerstellen liegen.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Lager und eine sich dadurch ergebende beidseitige Abstützung bzw. beidseitige Stützlagerung ist es möglich, hohe Steifigkeiten mit günstigen Materialien und einfachen Strukturen bereitzustellen.
Bei dem ersten und bei dem zweiten Lager handelt es sich vorzugweise jeweils um ein Radiallager. Eines der Lager kann dabei als Fest- und das andere Lager als Loslager vorgesehen sein.
Weiter weist der Ventilator vorzugsweise einen Motor mit dem insbesondere durch Magnete gebildeten Rotor zum rotatorischen Antrieb der Rotoreinheit auf. Der Rotor ist dabei selbst Teil der Rotoreinheit und ist rotationsfest mit der Rotorwelle verbunden. Die Verbindung des Rotors mit der Rotorwelle kann dabei über das bereits erläuterte Verbindungselement oder über die topfartige Ausbildung des Rückschlussrings hergestellt werden. Weiter ist der Rotor insbesondere entlang der Rotationsachse vollständig zwischen dem ersten Lager und dem zweiten Lager angeordnet.
Bei dem Motor handelt es sich insbesondere um einen Elektromotor, dessen Stator radial innerhalb des Rotors angeordnet sein kann, wobei der Stator ferner in Umfangsrichtung um eine nachfolgend erläuterte Rotationswelle angeordnet sein kann.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die erste Stützstruktur durch zumindest einen Einlaufsteg und vorzugsweise eine Vielzahl von Einlaufstegen gebildet wird. Dabei erstreckt sich der zumindest eine Einlaufsteg von der Rotationsachse in Radialrichtung nach außen. Sind mehrere Einlaufstege vorgesehen, erstrecken diese sich vorzugsweise von Radialinnen sternförmig nach Radialaußen.
Ebenso kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass die zweite Stützstruktur durch zumindest einen Auslaufsteg und vorzugsweise eine Vielzahl von Auslaufstegen gebildet wird. Dabei erstreckt sich der zumindest eine Auslaufsteg von der Rotationsachse in Radialrichtung nach außen. Sind mehrere Auslaufstege vorgesehen, erstrecken diese sich ebenfalls vorzugsweise von Radialinnen sternförmig nach Radialaußen.
Entsprechend kann vorgesehen sein, dass das erste Lager durch die Einlaufstege und das zweite Lager durch die Auslaufstege gestützt bzw. an diesen fixiert ist, sodass also die Einlauf- und Auslaufstege die jeweilige Stützstruktur für das jeweilige Lager bzw. für die dadurch abgestützte Rotorwelle und der Rotoreinheit bilden. Durch die Stützung mittels der Einlauf- bzw. Auslaufstege können Kräfte von den Lagern und insbesondere die Kräfte in Radialrichtung abgeleitet werden.
Ein jeweiliges typischerweise aus Innen- und Außenring bestehendes Lager kann zudem an seinem Außenring an den jeweiligen Stegen fixiert sein.
Ferner kann der Ventilator einen die Rotoreinheit in Umfangsrichtung um die Rotationsachse vollständig umlaufenden Gehäusering aufweisen. Soll Luft seitlich bzw. orthogonal zu der Rotationsachse ausgeblasen werden, kann dieser aber auch abschnittsweise luftdurchlässig ausgebildet sein. Ist ein solcher Gehäusering vorgesehen, sieht eine weitere vorteilhafte Variante vor, dass die erste Stützstruktur bzw. die Einlaufstege und/oder die zweite Stützstruktur bzw. die Auslaufstege jeweils an dem Gehäusering fixiert ist/sind und sich von dem Gehäusering und insbesondere in einer zu der Rotationsachse orthogonalen Ebene zu der Rotationsachse erstrecken.
Weiter kann die erste Stützstruktur an einem in Radialrichtung von der Rotationsachse beabstandeten Endabschnitt durch einen die Rotationsachse in Umlaufrichtung umlaufenden ersten Montagering fixiert oder einstückig verbunden sein, an welchem der Gehäusering fixiert ist. Zusätzlich oder alternativ ist die zweite Stützstruktur an einem in Radialrichtung von der Rotationsachse beabstandeten Endabschnitt durch einen die Rotationsachse in Umlaufrichtung umlaufenden zweiten Montagering fixiert oder einstückig verbunden, an welchem der Gehäusering fixiert ist.
Dabei kann der erste Montagering und/oder der zweite Montagering jeweils eine umlaufende Nut oder Fläche zur Aufnahme des Gehäuserings aufweisen, in bzw. an welcher der Gehäusering jeweils fixierbar ist.
Zur Aufnahme der Lager an den jeweiligen Stegen bzw. an der jeweiligen Stützstruktur kann die erste Stützstruktur eine die Rotationsachse umlaufende erste Lageraufnahme zur Aufnahme des ersten Lagers und/oder die zweite Stützstruktur eine die Rotationsachse umlaufende zweite Lageraufnahme zur Aufnahme des zweiten Lagers ausbilden. Die Lageraufnahme kann insbesondere topfförmig ausgebildet sein. Insbesondere ein Außenring des jeweiligen Lagers kann zudem in der jeweiligen Lageraufnahme fixiert sein.
Eine erste topfartige Lageraufnahme kann zudem dem Ventilatorrad zugewannt bzw. in Richtung des Ventilatorrades geöffnet sein. Eine zweite topfartige Lageraufnahme kann von dem Ventilatorrad abgewandt sein. An der ersten Seite und/oder an der zweiten Seite können zudem sich in Radialrichtung erstreckende Montageelemente vorgesehen sein, mit welchen der Ventilator an einer Ventilatoraufnahme fixierbar ist. Die Montageelemente sind hierbei vorzugsweise in Umfangsrichtung um die Rotationsachse gleichmäßig verteilt angeordnet. Weiter können die Montageelemente insbesondere durch sich nach radialaußen erstreckende Laschen gebildet sein.
Die Montageelemente können hierbei integral von den Einlauf- oder Auslaufstegen gebildet werden. Beispielsweise kann ein Teil einer Vielzahl von Einlauf- oder Auslaufstegen in Radialrichtung über den Gehäusering hinausstehen und radial außerhalb des Gehäuserings eine Lasche oder Öffnung als Montageelemente aufweisen oder ausbilden.
Alternativ können die Montageelemente auch integral mit dem Gehäusering oder dem ersten Montagering oder dem zweiten Montagering ausgebildet sein oder an diesen fixierbar sein.
Beispielsweise können für verschiedene Einbausituationen oder Verwendungszwecke verschiedenartig ausgebildete Montageelemente vorgesehen sein, welche abhängig von der jeweiligen Situation auswählbar und an einem der Montageringe oder dem Gehäusering vorsehbar sind.
Weiter kann der Gehäusering und/oder das Ventilatorrad und/oder die Einlaufstege und/oder die Auslaufstege und/oder der erste Montagering und/oder der zweite Montagering aus Kunststoff und vorzugsweise vollständig aus Kunststoff gebildet sein.
Zudem kann der Gehäusering und/oder das Ventilatorrad und/oder die Einlaufstege und/oder die Auslaufstege und/oder der erste Montagering und/oder der zweite Montagering in einem Kunststoff-Spritzgussverfahren gefertigt werden. Dabei können insbesondere die Einlaufstege, die erste Lageraufnahme und der zweite Montagering einstückig d.h. stoffschlüssig miteinander ausgebildet werden. Ebenso können insbesondere die Auslaufstege, die zweite Lageraufnahme und der zweite Montagering einstückig miteinander ausgebildet sein.
Abhängig von der Belastung können jedoch auch einzelne Komponenten aus anderen Materialien, wie beispielsweise Metall ausgebildet werden. Insbesondere können die Einlaufstege oder die Auslaufstege bzw. allgemein die erste oder die zweite Stützstruktur auf einer stärker belasteten Seite der Rotorwelle aus Metall gefertigt sein.
Die vorstehend offenbarten Merkmale sind beliebig kombinierbar, soweit dies technisch möglich ist und diese nicht im Widerspruch zueinander stehen.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine Schnittansicht durch einen Ventilator;
Fig. 2 eine Aufsicht auf einen Ventilator.
Die Figuren sind beispielhaft schematisch. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren weisen auf gleiche funktionale und/oder strukturelle Merkmale hin.
Figur 1 zeigt einen als Axialventilator ausgebildeten Ventilator 1 im Querschnitt, wobei der in der Figur 2 aus einer Aufsicht gezeigte Ventilator 1 dem der Figur 1 entsprechen kann.
Der Ventilator 1 weist ein Laufrad 10 mit einer Vielzahl von in Umfangsrichtung U zueinander beanbstandet angeordneten und sich in Radialrichtung R nach außen erstreckenden Ventilatorschaufeln 11 auf. Das Laufrad 10 ist durch einen Motor rotatorisch um die Rotationsachse X antreibbar. Hierzu weist der Motor einen durch Magnete 31 gebildeten Rotor und einen Stator
33 sowie eine auf einer Leiterplatte 34 vorgesehene Motorelektronik auf, wobei die Magnete 31 über einen topfförmig ausgebildeten Rückschlussring 32 mit dem Ventilatorrad 10 verbunden sind, welcher selbst als Teil des Rotors gesehen werden kann. Das Ventilatorrad 10 und die Magnete 31 bilden mit dem topfförmigen Rückschlussring 32 eine Rotoreinheit, welche über den topfförmigen Rückschlussring 32 und eine Welle-Nabe-Verbindung
34 mit einer Rotorwelle 12 verbunden ist.
Durch den rotatorischen Antrieb des Ventilatorrades 10 um die Rotationsachse X über den Motor ist Luft von der ersten Seite A in Strömungsrichtung S zu der zweiten Seite B förderbar. Entsprechend ist die erste Seite A vorliegend auch als Ansaugseite und die zweite Seite B als Ausblasseite bezeichenbar.
Die Rotorwelle 12 ist vorliegend nicht in einem Lagerrohr gelagert, sondern, über zwei zueinander beabstandete Lagerpunkte welche jeweils entlang der Rotationsachse X von dem Ventilatorrad 10 bzw. der Rotoreinheit beab- standet sind. Hierfür ist ein erstes Lager 21 und ein zweites Lager 22 vorgesehen, an welchen die Rotorwelle 12 gelagert ist. Dabei werden die Lager 21 , 22 jeweils von einer eigenen sich nach radialaußen erstreckenden Stützstruktur gestützt.
An der ersten Seite A sind eine Vielzahl von Einlaufstegen 41 vorgesehen, welche die erste Stützstruktur bilden und sich von radialaußen in Radialrichtung R zu der Rotationsachse X erstrecken und das erste Lager 21 stützen. Weiter sind an der zweiten Seite B eine Vielzahl von Auslaufstegen 42 vorgesehen, welche die zweite Stützstruktur bilden und sich ebenfalls von radialaußen in Radialrichtung R zu der Rotationsachse X erstrecken und das zweite Lager 22 stützen. Dabei gehen die Einlaufstege 41 in einem Bereich um die Rotationsachse X in eine topfartig ausgebildete erste Lageraufnahme 46 über, in welcher das erste Lager 21 aufgenommen ist.
Ebenso gilt an der zweiten Seite B, dass die Auslaufstege 42 in einem Bereich um die Rotationsachse X in eine topfartig ausgebildete zweite Lageraufnahme 47 übergehen, in welcher das zweite Lager 22 aufgenommen ist.
Die ersten Einlaufstege 41 und die zweiten Auslaufstege 42 gehen jeweils in einen die Rotationsachse X in Umfangsrichtung U vollständig umlaufenden Montagering 44, 45 über.
Die Rotoreinheit bzw. das Ventilatorrad 10 ist in Umfangsrichtung U vollständig von einem Gehäusering 43 umgeben, welcher an der ersten Seite A an dem ersten Montagering 44 und an der zweiten Seite B an dem zweiten Montagering 45 fixiert ist.
Entsprechend sind das erste Lager 21 und das zweite Lager 22 über die jeweiligen Stege 41 , 42, den jeweiligen Montagering 44, 45 sowie den Gehäusering 43 miteinander verbunden, sodass die Rotorwelle 12 und die daran fixierte Rotoreinheit entlang der Rotationsachse X beidseitig und entlang der Rotationsachse X zu der Rotoreinheit beabstandet abgestützt werden.
Durch die beidseitige Abstützung wird eine hohe Steifigkeit erreicht, wobei insbesondere die Stege 41 , 42, die Lageraufnahmen 46, 47 und die Montageringe 44, 45 aus günstigen Materialien und insbesondere Kunststoff gebildet sein können.
Der in Figur 2 aus einer Aufsicht von der ersten Seite A gezeigte Ventilator 1 ist vereinfacht und insbesondere ohne die Rotoreinheit dargestellt. An dem durch den Außenumfang der Montageringe 44, 45 gebildeten Randbereich sind zur Befestigung des Ventilator 1 vorliegend vier in Umfangsrichtung U gleichmäßig um den Umfang des ersten Montagerings 44 verteilte Montageelemente 48 dargestellt, welche vorliegend beispielhaft integral mit dem ersten Montagering 44 ausgebildet sind. Durch die dargestellten Montageelemente 48 ist der Ventilator 48 in einfacherweise an einer Ventilatoraufnahme fixierbar.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.
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Claims

Patentansprüche Ventilator (1 ), aufweisend eine um eine Rotationsachse (X) rotierbare Rotoreinheit mit einer sich entlang der Rotationsachse (X) erstreckenden Rotorwelle (12), wobei der Ventilator (1) an einer entlang der Rotationsachse (X) ersten Seite (A) der Rotoreinheit eine erste Stützstruktur und an einer entlang der Rotationsachse (X) gegenüberliegenden zweiten Seite (B) der Rotoreinheit eine zweite Stützstruktur aufweist, wobei die Rotorwelle (12) an der ersten Seite (A) mit einem ersten Lager (21) an der ersten Stützstruktur und an der zweiten Seite (B) mit einem zweiten Lager (22) an der zweiten Stützstruktur gelagert ist. Ventilator nach Anspruch 1 , wobei die Rotoreinheit ferner ein rotationsfest mit der Rotorwelle (12) verbundenes Ventilatorrad (10) aufweist. Ventilator nach Anspruch 1 oder 2, ferner aufweisend einen Motor mit einem insbesondere durch Magnete (31) gebildeten Rotor zum rotatorischen Antrieb der Rotoreinheit, wobei der Rotor Teil der Rotoreinheit und rotationsfest mit der Rotorwelle (12) verbunden ist und wobei der Rotor insbesondere vollständig zwischen dem ersten Lager (21) und dem zweiten Lager (22) angeordnet ist. Ventilator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Stützstruktur durch zumindest einen Einlaufsteg (41) gebildet wird, welcher sich von der Rotationsachse (X) in Radialrichtung (R) nach außen erstreckt. 5. Ventilator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Stützstruktur durch zumindest einen Auslaufsteg (42) gebildet wird, welcher sich von der Rotationsachse (X) in Radialrichtung (R) nach außen erstreckt. 6. Ventilator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend einen die Rotoreinheit in Umfangsrichtung
(U) um die Rotationsachse (X) vollständig umlaufenden Gehäusering (43).
7. Ventilator nach dem vorhergehenden Ansprüchen, wobei die erste Stützstruktur an dem Gehäusering (43) fixiert ist und sich von dem Gehäusering (43) das erste Lager (21) umgreifend zu der Rotationsachse (X) erstreckt und/oder wobei die zweite Stützstruktur an dem Gehäusering (43) fixiert ist und sich von dem Gehäusering (43) das zweite Lager (22) umgrei- fend zu der Rotationsachse (X) erstreckt.
8. Ventilator nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Stützstruktur an einem in Radialrichtdung (R) von der Rotationsachse (X) beabstandeten Endabschnitt durch einen die Rotationsachse (X) in Umlaufrichtung (U) umlaufenden ersten Montagering (44) fixiert oder einstückig verbunden ist, an welchem der
Gehäusering (43) fixiert ist, und/oder wobei die zweite Stützstruktur an einem in Radialrichtung (R)von der Rotationsachse (X) beabstandeten Endabschnitt durch einen die Rotationsachse (X) in Umlaufrichtung (U) umlaufenden zwei- ten Montagering (45) fixiert oder einstückig verbunden ist, an welchem der Gehäusering (43) fixiert ist.
9. Ventilator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Stützstruktur eine die Rotationsachse (X) um- - 14 - laufende erste Lageraufnahme (46) zur Aufnahme des ersten Lagers (21) ausbildet und/oder wobei die zweite Stützstruktur eine die Rotationsachse (X) umlaufende zweite Lageraufnahme (47) zur Aufnahme des zweiten La- gers (22) ausbildet. Ventilator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an der ersten Seite (A) und/oder an der zweiten Seite (B) sich in Radialrichtung (R) erstreckende Montageelemente (48) vorgesehen sind, mit welchen der Ventilator (1 ) an einer Ventilatoraufnahme fixierbar ist.
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