DE19821833A1

DE19821833A1 - Lüfter

Info

Publication number: DE19821833A1
Application number: DE19821833A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Rupp; Gerd Knoepfel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1998-05-15
Filing date: 1998-05-15
Publication date: 1999-11-18
Also published as: JP2002515569A; KR20010014126A; KR100553465B1; BR9906449A; ES2238840T3; US6488485B1; EP0995040A1; DE59911687D1; EP0995040B1; JP4294866B2; WO1999060277A1

Abstract

Bei einem Lüfter mit einem flügelbestückten Lüfterrad (11) und einem Elektromotor (12), der einen Stator (13) und einen drehfest auf einer Abtriebswelle (21) sitzenden Rotor (16) aufweist, ist zum Zwecke eines kostensparenden und kompakten Aufbaus des Lüfters bei geringen Lüftergeräuschen der Rotor (16) als Außenläufer mit einem den Stator (13) übergreifenden, glockenförmigen Polgehäuse (17) ausgebildet und das Lüfterrad (11) drehfest am Polgehäuse (17) so festgelegt, daß es das Polgehäuse (17) mindestens teilweise übergreift und an mehreren Stellen (29) den Außenmantel des Polgehäuses (17) berührt Fig. 1).

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Lüfter, insbesondere für Fahrzeuge, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einem bekannten Lüfter dieser Art, auch Ventilator oder Gebläse genannt (DE 43 29 804 A1), ist das Lüfterrad auf die Motorwelle aufgepreßt und zur Befestigung des Motors an einem Bauteil im Fahrzeug eine Halterung vorgesehen, die den Elektromotor an dessen das Polgehäuse bildenden Stator hält. Die Halterung ist zweiteilig aus einem Motorhalter und einem Adapter hergestellt, und zwischen Motorhalter und Adapter sind mehrere gummielastische Abstützelemente angeordnet, welche die Einheit aus Elektromotor und Lüfterrad bezüglich Schwingungen entkoppeln und so eine Geräuschübertragung auf die Fahrzeugteile dämpfen.

Bei Elektromotoren in Außenläuferbauart (DE 196 52 263.3) ist bereits vorgeschlagen worden, zur Reduzierung der bauartbedingten, starken Geräuscherzeugung eines Außenläufers, das den Stator übergreifende, glocken-, kappen-, tassen- oder topfförmige Polgehäuse aus einem dreischichtigen Verbundblech herzustellen, bei dem eine Kunststoffschicht zwischen zwei Deckblechen aus Eisen oder Stahl eingebettet ist.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Lüfter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß er einerseits aufgrund der Verwendung eines Elektromotors in Außenläuferbauart sehr kompakt und raumsparend baut und andererseits eine für Lüfterzwecke ausreichende Geräuscharmut besitzt, so daß auf eine teure Fertigung des Polgehäuses des Elektromotors aus Verbundblech verzichtet werden kann. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Lüfterrad stellenweise auf dem Umfang des Polgehäuses aufliegt und dieses dadurch bedämpft, d. h. am Schwingen hindert. Damit werden Körperschallwellen, die durch auf das Polgehäuse wirkende wechselnde Kräfte und Momente hervorgerufen werden, stark bedämpft und können nur noch stark reduziert über die Mantelfläche des Polgehäuses abgestrahlt werden. Diese Dämpfungswirkung ist zwar nicht so gut wie bei Verwendung eines Verbundbleches für das Polgehäuse aber für Lüfterzwecke völlig ausreichend, da die verbleibenden, vom Rotor noch abgestrahlten Geräusche in dem Geräuschpegel des Lüfterrads untergehen. Die Qualität der Bedämpfung ist unter anderem maßgeblich abhängig von den Kräften, mit welchen das Lüfterrad an den Berührungsstellen auf das Polgehäuse drückt, wie auch von der dämpfenden Wirkung des Lüfterrads selbst, das ein Feder-Dämpfer-System darstellt. Die dämpfende Wirkung des Lüfters wird durch die geometrische Gestaltung sowie durch die Stoffwahl beeinflußt.

Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Lüfters möglich.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegen die Berührungsstellen des Lüfterrads an denjenigen Stellen des Polgehäuses, in denen die größten Schwingungsamplituden im Polgehäuse auftreten. Da das glocken-, kappen-, tassen- oder topfförmige Polgehäuse ähnlich wie eine Glocke am vorderen Rand die größte Schwingungsamplitude zeigt, sind gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Berührungspunkte des Lüfterrads gezielt auf diesen Bereich abgestellt und werden bevorzugt durch Dämpfungsnasen gebildet, die an dem dem Glockenrand des Polgehäuses naheliegenden Stirnende des Lüfterrads von diesen einstückig nach innen radial vorspringen.

Dies wird in konstruktiv einfacher Weise dadurch erreicht, daß gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung das Lüfterrad mit einem zylinderförmigen Radteil versehen wird, der mit Radialspalt das Polgehäuse axial mindestens teilweise übergreift und sich mit den besagten Dämpfungsnasen, die vorzugsweise gleichmäßig verteilt über den Umfang angeordnet sind, auf dem Polgehäuse abstützt, wobei zur Verbesserung der Dämpfungswirkung im zylinderförmigen Radteil des Lüfterrads über den Umfang vorzugsweise gleichmäßige verteilte Axialschlitze eingebracht sind.

Alternativ oder zusätzlich können gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung zwischen dem Lüfterrad und dem Polgehäuse noch dämpfende Formteile angeordnet werden. Bei der Ausbildung des Lüfterrads mit einem zylinderförmigen Radteil wird bei einem als Ring ausgebildeten Formteil dieses in einem im Durchmesser vergrößerten Endabschnitt des Polgehäuses aufgenommen, wobei sich das Formteil an der Innenwand des Endabschnitts und auf dem Außenmantel des Polgehäuses abstützt.

Zeichnung

Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ausschnittweise einen Längsschnitt eines Lüfters für ein Fahrzeug,

Fig. 2 ausschnittweise eine Ansicht in Richtung Pfeil II in Fig. 1 bei fehlendem Stator des Elektromotors,

Fig. 3 eine gleiche Darstellung wie in Fig. 1 mit einem modifizierten Lüfterrad,

Fig. 4 ausschnittweise eine Ansicht des Lüfters in Richtung Pfeil IV in Fig. 3 bei fehlendem Stator des Elektromotors,

Fig. 5 ausschnittweise einen Längsschnitt eines Lüfters gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel bei fehlendem Stator des Elektromotors.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Der in Fig. 1 im Längsschnitt mit seiner oberen Schnitthälfte dargestellte Lüfter (Ventilator oder Gebläse) weist ein Lüfterrad 11 und einen das Lüfterrad 11 antreibenden Elektromotor 12 in Außenläuferbauart auf. Wie üblich, besitzt der Elektromotor einen Stator 13, der in einem genuteten Eisenblechpaket 14 eine Ankerwicklung 15 trägt, und einen Rotor 16, der ein den Stator 13 übergreifendes, glocken-, kappen-, tassen- oder topfförmiges Polgehäuse 17 sowie an der zylindrischen Innenwand des Polgehäuses 17 befestigte Erregerpole 18 aufweist, die hier als Permanentmagnetsegmente ausgebildet sind. Der Stator 13 ist an einem Grundkörper 19 mit einem einstückig angeformten konzentrischen Hohlstutzen 20 befestigt, wobei das Eisenblechpaket 14 drehfest auf dem Hohlstutzen 20 aufgepreßt ist. Im Innern des Hohlstutzens 20 ist eine Motor-, Rotor- oder Abtriebswelle 21 über Lagerelemente 10 drehend gelagert und gegen Axialverschiebung gesichert. Auf der Abtriebswelle 21 ist das Polgehäuse 17 aufgepreßt.

Das Lüfterrad 11 besitzt einen Kranz von Schaufeln oder Flügeln 22, die am Außenumfang eines Ringstegs 23 in Umfangsrichtung äquidistant hintereinander angeordnet befestigt und mit einem umlaufenden Stützring 24 versteift sind. Vom Ringsteg 23 geht ein zylinderförmiger Radteil 25 ab, der mit radial sich erstreckenden Rippen 26 am Ringsteg 23 versteift ist. Nach Befestigung des Ringstegs 23 auf der Außenseite des Glockenbodens des Polgehäuses 17, was in Fig. 1 mittels Schraubverbindungen 27 bewirkt ist, aber auch durch Clipsen realisiert werden kann, übergreift der zylinderförmige Radteil 25 das Polgehäuse 17 unter Belassung eines Radialspalts 28 und stützt sich mit Berührungsnasen 29, die an seinem dem Glockenrand 171 des Polgehäuses 17 naheliegendem Stirnende radial nach innen vorspringen und über den Umfang äquidistant angeordnet sind, auf dem Außenmantel des Polgehäuses 17 ab.

Der in Fig. 4 ebenfalls im Längsschnitt mit seiner unteren Schnitthälfte dargestellte Lüfter gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem vorstehend beschriebenen Lüfter dadurch, daß das Lüfterrad 11 nicht am Polgehäuse 17 befestigt sondern mit einer innen am Ringsteg 23 ausgebildeten Nabe 30 auf die Abtriebswelle 21 aufgepreßt ist und sich mit einem Axialsteg 31 außen am Glockenboden des Polgehäuses 17 axial abstützt. Im übrigen stimmt dieser Lüfter mit dem zu Fig. 1 und 2 beschriebenen Lüfter überein, so daß gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind und die Ausführungen zu Fig. 1 und 2 insoweit auch hier gelten.

Zur Optimierung der durch das Lüfterrad 11 bewirkten Bedämpfung des Polgehäuses 17 des Rotors 16 sind im zylinderförmigen Radteil 25 des Lüfterrads 11 Axialschlitze 32 eingebracht, die über den Umfang äquidistant angeordnet sind und an dem dem Glockenrand 171 zugekehrten Stirnende des Radteils 25 frei auslaufen.

Der in Fig. 5 im Längsschnitt ausschnittweise dargestellte Lüfter entspricht im Aufbau dem Lüfter, wie er in Fig. 1 und 2 dargestellt und vorstehend beschrieben ist, mit dem Unterschied, daß die Bedämpfung des Polgehäuses 17 des Rotors 16 nicht über einstückig an den zylindrischen Radteil 25 des Lüfterrads 11 angeformte Berührungsnasen 29, sondern durch Formteile 33 erfolgt. Die Formteile 33 stützen sich wiederum an den einander zugekehrten Wänden von zylindrischem Radteil 25 und Polgehäuse 17 ab. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 5 ist der zylindrische Radteil 25 an seinem dem Glockenrand 171 des Polgehäuses 17 naheliegenden Stirnende mit einem durchmessergrößeren Endabschnitt 34 versehen, der das als Ring ausgebildete Formteil 33 aufnimmt. Alternativ können auch anstelle eines Formteilrings einzelne Formstücke oder -teile äquidistant über den Umfang von Radteil 25 und Polgehäuse 17 angeordnet sein, die dann in entsprechenden Ausformungen des zylindrischen Radteils 25 aufgenommen sind.

In allen beschriebenen und in Fig. 1-5 dargestellten Ausführungsbeispielen des Lüfters sind durch Stoffwahl und Geometrie das Lüfterrad 11 und das Polgehäuse 17 so ausgelegt, daß sie eine deutlich unterschiedliche Eigenresonanz besitzen.

Claims

1. Lüfter, insbesondere für Fahrzeuge, mit einem flügelbestückten Lüfterrad (11) und einem das Lüfterrad (11) antreibenden Elektromotor (12), der einen Stator (13) und einen drehfest auf einer Abtriebswelle (21) sitzenden Rotor (16) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (16) als Außenläufer mit einem den Stator (13) übergreifenden, glockenförmigen Polgehäuse (17) ausgebildet ist und daß das Lüfterrad (11) drehfest mit dem Polgehäuse (17) ist und dieses axial mindestens teilweise übergreift und an mehreren Stellen (29) den Außenmantel des Polgehäuses (17) berührt.

2. Lüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Berührungsstellen (29) des Lüfterrads (11) an denjenigen Stellen des Polgehäuses (17) liegen, in denen die größten Schwingungsamplituden im Polgehäuse (17) auftreten.

3. Lüfter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Berührungsstellen (29) längst des Glockenrands (171) des Polgehäuses (17) liegen.

4 Lüfter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Berührungsstellen (29) äquidistant über den Umfang des Polgehäuses (17) verteilt angeordnet sind.

5. Lüfter nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Lüfterrad (11) und dem Polgehäuse (17) dämpfende Formteile (33) angeordnet sind.

6. Lüfter nach einem der Ansprüche 3-5, dadurch gekennzeichnet, daß das Lüfterrad (11) einen zylinderförmigen Radteil (25) aufweist, der mit Radialspalt (28) das Polgehäuse (17) axial mindestens teilweise übergreift und sich an seinem dem Glockenrand (171) des Polgehäuses (17) naheliegenden Stirnende mit radial nach innen vorspringenden Dämpfungsnasen (29) auf dem Polgehäuse (17) abstützt.

7. Lüfter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im zylinderförmigen Radteil (25) des Lüfterrads (11) über den Umfang vorzugsweise gleichmäßig verteilte Axialschlitze (32) eingebracht sind und vorzugsweise daß die Axialschlitze (32) an dem dem Glockenrand (171) des Polgehäuses (17) zugekehrten Stirnende des Radteils (25) frei auslaufen.

8. Lüfter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Lüfterrad (11) einen zylinderförmigen Radteil (25) aufweist, der mit Radialspalt (28) das Polgehäuse (17) axial mindestens teilweise übergreift und an seinem dem Glockenrand (171) des Polgehäuses (17) naheliegenden Stirnende mit einem im Durchmesser vergrößerten Endabschnitt (34) zur Aufnahme der Formteile (33) versehen ist, und daß die Formteile (33) einem Vollring bilden, der sich an der Innenwand des Endabschnitts (34) und auf den Außenmantel des Polgehäuses (17) abstützt.

9. Lüfter nach einem der Ansprüche 6-8, dadurch gekennzeichnet, daß der zylinderförmige Radteil (25) an einem am Polgehäuse (17) oder an der Abtriebswelle (21) festgelegten Ringsteg (23) angeformt ist, der auf seinem äußeren Rand einen Kranz von Lüfterflügeln (22) trägt.

10. Lüfter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringsteg (23) am Glockenboden des Polgehäuses (17) befestigt, vorzugsweise verschraubt oder geclipst, ist.

11. Lüfter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringsteg (23) auf die Abtriebswelle (21) aufgepreßt ist und sich am Glockenboden des Polgehäuses (17) axial abstützt.

12. Lüfter nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß Polgehäuse (17) und Lüfterrad (11) eine deutlich unterschiedliche Eigenresonanz besitzen.