DE1503854B1 - Motorgeblaeseeinheit,vorzugsweise fuer Staubsauger - Google Patents

Description

1 2

Die Erfindung betrifft eine Motorgebläseeinheit, durch den Haupthift^slaß hindurch- und über die

vorzugsweise für Staubsauger, mit einem Motorteil, Öffnung in der' Seitenwandung des Motorgehäuses

der ein im wesentlichen zylindrisches Motorgehäuse mit hoher Geschwindigkeit hinwegströmende Haupt-

mit einem Kühllufteinlaß an einer Stirnwand auf- luftstrom einen gesonderten Kühlluftstrom durch den

weist, mit einem in axialer Richtung an den Motor- 5 Motor induziert.

teil anschließenden Gebläseteil, der ein im wesent- Mit der erfindungsgemäßen Motorgebläseeinheit liehen zylindrisches Gebläsegehäuse mit einem größe- wird einerseits ein sehr wirksamer Kühlluftstrom ren Durchmesser als das Motorgehäuse und mit induziert, andererseits ein Eindringen des Haupteinem Hauptlufteinlaß besitzt, und mit einem im luftstroms in den Motor mit Sicherheit vermieden, Gebläsegehäuse angeordneten und durch den Motor io weil Hauptluft- und Kühlluftstrom erst außerhalb angetriebenen Hauptluftgebläse, das einen Haupt- von Motor- und Gebläsegehäuse an einer Stelle luftstrom durch den Gebläseteil leitet und einen hoher Strömungsgeschwindigkeit und somit geringen Kühlluftstrom durch den Motor bewirkt. Druckes zusammentreffen. Durch die erfindungsge-Bei einer bekannten Motorgebläseeinheit dieser mäße Ausbildung liegen somit besonders günstige Art für Staubsauger stehen Motorgehäuse und Ge- 15 Bedingungen für den Betrieb nach Art einer Strahlbläsegehäuse durch eine Öffnung miteinander in Ver- pumpe vor.

bindung, die sich nahe der beiden Gehäusemitten Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der erfin-

an der Motorwelle befindet. Durch zusätzliche Hufs- dungsgemäßen Motorgebläseeinheit wird die Öffnung

schaufeln, die an der Rückseite des Gebläserades für in der Seitenwand des Motorgehäuses von mehreren,

den Hauptluftstrom angebracht sind, soll durch die zo am Umfang in Abständen angeordneten Schlitzen

genannte Öffnung hindurch ein Kühlluftstrom durch gebildet.

den Motor gesaugt werden und das Gebläsegehäuse In besonders vorteilhafter Weise kann im Hauptzusammen mit dem Hauptluftstrom verlassen. Die luftauslaß der erfindungsgemäßen Motorgebläse-Hilfsschaufeln können dort auch wegfallen, wobei einheit ein Leitrad angeordnet sein. Mit dem Leitdann allein der bei der Rotation des Gebläserades 25 rad kann nicht nur das Ausströmen der Hauptluft so an dessen Rückseite entstehende Unterdruck aus- beeinflußt werden, daß eine besonders große Indukreichen soll, einen Kühlluftstrom durch den Motor tionswirkung für den Kühlluftstrom erreicht wird, zu ziehen. Nachteilig ist bei der bekannten Motor- sondern darüber hinaus bilden die Schaufehl des gebläseeinheit, daß Hauptluftstrom und Kühlluftstrom Leitrades auch einen Berührungsschutz vor den noch innerhalb des Gebläsegehäuses, und zwar in 30 Laufrädern des Gebläses.

der Hochdruckzone unmittelbar am Umfang des Für besondere Betriebsfälle, in denen der Haupt-Gebläserades zusammentreffen. Die Hochdruckzone luftstrom bei laufendem Motor stark verringert ist kann nämlich verursachen, daß ein Teil des Haupt- oder vollständig ausbleibt, kann eine Kühlung des luftstroms entgegengesetzt zur vorgesehenen Strö- Motors dadurch gesichert bleiben, daß im Motormungsrichtung des Kühlluftstroms durch den Motor 35 gehäuse auf der Welle ein an sich bekanntes Kühlströmt. Da der Hauptluftstrom noch Teile des von gebläserad angeordnet ist.

dem Staubsauger aufgesaugten Schmutzes enthält, Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen

wird dieser Schmutz auch in den Motor hinein- Motorgebläseeinheit ist in den Zeichnungen darge-

geblasen und behindert die Arbeit des Motors. stellt. Es zeigt

Ferner wird dadurch die Kühlung des Motors in 40 F i g. 1 einen Staubsauger mit einer erfindungsgefährlicher Weise verringert. gemäßen Motorgebläseeinheit,

Bekannt ist auch eine Motorgebläseeinheit für Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt nach der

Staubsauger, bei der das Gebläse als Axialgebläse Linie 2-2 der F i g. 1,

ausgebildet ist, den Motor umschließt und reine F i g. 3 eine Ansicht auf das obere Ende des in

Luft als Kühlluft für den Motor fördert. 45 den Fig. 1 und 2 dargestellten Staubsaugers, von

Der Kühlluftstrom verursacht dabei nach Art einer der Linie 3-3 in der Fig. 2 aus gesehen,

Strahlpumpe das seitliche Einströmen des Staub- F i g. 4 einen vergrößert gezeichneten Längsschnitt

oder Hauptluftstroms. Von der zweitgenannten durch den oberen Teil des Staubsaugers nach der

Motorgebläseeinheit ist somit zwar eine vollständige F i g. 2,

Trennung von Kühlluft- und Hauptluftstrom unter 50 F i g. 5 einen Schnitt im wesentlichen nach der

Anwendung des Strahlpumpenprinzips bekannt, die Linie 5-5 der F i g. 4 und

dort gezeigten Mittel lassen sich aber nicht in nahe- F i g. 6 einen Ausschnitt aus einer vergrößerten hegender Weise auf Motorgebläseeinheiten der ein- Seitenansicht des Motorgehäuses des Staubsaugers gangs genannten Art übertragen, bei denen Motor- im wesentlichen nach der Linie.6-6 in Fig. 5. teil und Gebläseteil in der bei Staubsaugern üblichen 55 Der Staubsauger 10 nach der F i g. 1 weist in der Weise in axialer Richtung aneinander anschließen. üblichen Weise ein langgestrecktes, trennbares GeAufgabe der Erfindung ist es daher, eine Motor- häuse U mit einem unteren Abschnitt 12 und einem gebläseeinheit der eingangs genannten Art zu schaf- oberen Abschnitt 13 auf. Im unteren Gehäuseabfen, bei der der Hauptluftstrom eine sichere und schnitt 12 ist ein Saugrohr 16 angeordnet, das mit zuverlässige Kühlung des Motors bewirkt und nicht 60 einem langgestreckten Filterbeutel 19 verbunden ist in den Motor eindringen kann. und außen in einem Mundstück 22 endet. Aus den Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch F i g. 2 und 4 ist zu ersehen, daß die Motorgebläsegelöst, daß das Gebläsegehäuse mit dem Motor- einheit 26 einen Motorteil 28 mit einem zylindrischen gehäuse einen ringförmigen, sich in einer Ebene quer Gehäuse 36, 37, 53, 54 und einem Gebläseteil 30 mit zur Gehäuselängsachse erstreckenden Hauptluftaus- 65 einem ebenfalls zylindrischen Gehäuse 31 enthält, laß bildet und daß in der Seitenwand des Motor- Die Motorgebläseeinheit 26 wird im oberen Gehäusegehäuses .sehr nahe am ringförmigen Hauptluftauslaß abschnitt 13 von elastischen Dichtungsringen 32 und mindestens eine Öffnung vorgesehen ist, ,.wobei der 34 getragen und zentriert.

Das Motorgehäuse 36, 37, S3, 54 besteht im vorliegenden Falle aus einer oberen Hälfte 36, 53 und einer unteren Hälfte 37,54. An den einander zugewandten Enden der beiden Hälften sind zwei radial nach außen vorstehende Flansche 38 vorgesehen, dje die zum Zusammenhalten der Abschnitte dienenden Sehrauben39 oder dergleichen aufnehmen. Die Ankerwelle 48 des im Motorgehäuse 36, 37, 53, 54 befindlichen Elektromotors 44 ist in den Lagern 51 und 52 drehbar gelagert, die in die oberen und unteren Stirnwände 53 und 54 des Motorgehäuses eingesetzt sind. Der Läufer des Gebläseteils 30 besteht im vorliegenden Falle aus zwei Laufrädern 61, die an einer Nabe 65 auf der Ankerwelle 48 mittels einer Mutter 67 befestigt sind. Die Stirnwand des Gebläsegehäuses 31 ist in der Mitte mit einer Saugöffnung 77 versehen, die von einem Schutzgitter 78 abgedeckt wird.

Wie aus F i g. 4 zu ersehen ist, wird zwischen dem druckseitigen Ende 75 des Gebläsegehäuses 31 und der gebläseseitigen Hälfte 37,54 des Motorgehäuses eine' im wesentlichen kreisringförmige Öffnung als Hauptluftauslaß für den vom Gebläse 61 abströmenden Hauptluftstrom gebildet. Der Hauptluftauslaß steht mit Auslaßschlitzen 84 im oberen Gehäuseabsehnittl3 in Verbindung (Fig. 1, 3 und 4). An der inneren Seitenwand des oberen Gehäuseabschnittes 13 sind mehrere am Umfang in Abständen und in der Längsrichtung verlaufende Rippen 86 vorgesehen, die den oberen Gehäuseabschnitt 13 im Bereich der Schlitze 84 verstärken. Beim Betrieb des Staubsaugers streicht der Hauptluftstrom nach dem Austritt' aus dem Hauptluftauslaß die Seitenwände 36, 37 des Motorgehäuses entlang, bis er durch die Schlitze 84 entweicht. Der Hauptluftstrom kühlt schon dadurch den Motor etwas ab, jedoch nicht in ausreichendem Maße. Für eine sichere und zuverlässige Kühlung des Motors ist vielmehr ein besonderer Kühlluftstrom durch den Motor erforderlich. Hierzu sind in der Seitenwand 37 der unteren Hälfte 37, 54 des Motorgehäuses nahe dem Hauptluftauslaß 40 Öffnungen 94 angeordnet. Wenn der Hauptluftstrom mit hoher Geschwindigkeit über die Seitenwand 37 hinwegströmt, wird daher in den Öffnungen 94 nach Art einer Strahlpumpe ein Kühlluftstrom induziert, der durch Öffnungen 93 im Staubsaugergehäuse und Öffnungen 92 in der oberen Stirnwand 53 des Motorgehäuses in das Motorgehäuse eintritt und den Motor 44 durchströmt. Die Kühlluft vermischt sich daher mit der von den Laufrädern 61 aus nach oben abströmenden Hauptluft erst an einer Stelle außerhalb von Motor- und Gebläsegehäuse. Hierdurch wird die Gefahr beseitigt, daß der Motor 44 durch kleine Staubteilchen oder durch Feuchtigkeit beschädigt wird, die im Hauptluftstrom infolge eines beschädigten Filterbeutels oder beim Absaugen eines feuchten Gegenstandes enthalten sein können.

Die mit den genannten Mitteln erzielte Strahlpumpenwirkung durch das Motorgehäuse 29 ist dabei erheblich größer als bei der vorbekannten Ausnutzung der Niederdruckzone im Gebläsegehäuse 30 zwischen dem Lager 52 und der oberen Stirnwand 53 für diesen Zweck erzielt werden könnte.

Die Anordnung der Schlitze 94 am unteren Teil der Seitenwand 37 des Motorgehäuses und nicht an dessen Stirnwand 54 stellt — abgesehen von der dadurch erzielbaren Strahlpumpenwirkung — auch insofern einen konstruktiven Vorzug dar, als die Stirnwandung 54 nicht durch Ausschnitte oder Öffnungen für den Durchlaß des Kühlluftstromes geschwächt zu werden braucht. Außerdem ermöglich das Fehlen großer Öffnungen in der Stirnwand 54„ daß letztere vom unteren Lager 52 Wärme ableiten kann, die vom Hauptluftstrom aufgenommen wird. Zur Vergrößerung des induzierten Kühlluftstroms muß der Turbulenzgrad, den der Hauptluftstrom im Innern des Gebläsegehäuses 31 und im Hauptluft-

auslaß 40 aufweist, möglichst gering sein. Hierzu wird im Haupthiftauslaß 40 ein Leitrad 101 vorgesehen, wie es in der allgemeinen Strömungstechnik bekannt ist. Das Leitrad weist eine Anzahl radial nach außen verlaufender, die Strömung ausjichtender Schaufeln 102 auf. Zwecks Kostenersparnis wird das Leitrad mit seinen Schaufeln vorzugsweise einstückig durch Stanzen hergestellt. Es wird vorzugsweise von einem Metallblech gebildet und an der Stirnwand 54 des Motorgehäuses angenietet.

Hierzu wird das Blech bei der Formgebung mit mehreren axial nach oben vorstehenden rohrförmigen Ansätzen 103 versehen, die sich durch Öffnungen in der Stirnwand 54 hindurch erstrecken, pie innen gelegenen Enden der rohrförmigen Ansätze 103 werden, wie bei 104 dargestellt, aufgestaucht und dadurch vernietet. Der Gesamtquerschnitt der rohrförmigen Ansätze 103 ist so klein, daß durch diese hindurch keine nennenswerte Luftströmung erfolgt. Der Hauptluftstrom kann daher auch jetzt nicht in die Motorgebläseeinheit eindringen.

Die Schaufeln 102 des Leitrades 101 sind in vier umfangsmäßig auf Abstand stehenden Gruppen von je vier Schaufeln angeordnet, von denen jede Gruppe den ringförmigen Hauptluftauslaß 40 überspannt. Die

Abstände der Flügelgruppen voneinander sind sp bemessen, daß Platz für nach oben ragende Ansätze 81 geschaffen wird (Fig. 2 und 5), mit denen das Gebläsegehäuse 31 mit dem Motorgehäuse 36, 37, 53, 54 verbunden ist. Die Schaufeln 102 werden vorzugs-

4ö weise in bezug auf die Drehachse der Gebläseräder 61 so geneigt angeordnet, daß sie in Ebenen liegen, die parallel zum natürlichen Strömungspfad des von den Gebläserädern 61 nach oben und aus dem Gebläsegehäuse 31 nach außen austretenden Hauptluft-

Stroms verlaufen. Ein Schaufelwinkel von ungefähr 15 bis 55° ist je nach der Motordrehzahl und dem Gebläsedurchmesser vorzuziehen. Die Verwendung eines innerhalb dieses Bereichs liegenden Schaufelwinkels führt zu einer wesentlichen Erhöhung der

Wirksamkeit des Gebläses und verbessert dadurch in beachtlichem Maße die Motorkühlung. Zum Beispiel wird bei der in den Zeichnungen dargestellten Äusführungsform der Erfindung, bei der die Motordrehzahl ungefähr 16 500 U/min und der Gebläsedurchmesser ungefähr 82,5 mm beträgt, ein Winkel von ungefähr 45° benutzt mit der Wirkung, daß die Luftströmung um ungefähr 10 °/o erhöht wird.

Das Leitrad 101 dient zusätzlich noch dazu, Wärme vom unteren Lager 52 an den Hauptluftstrom abzuführen. Die Wärme wird von dem Lager 52 aus durch einen ringförmigen, axial verlaufenden Flansch 106 radial nach außen durch die Stirnwand 54 und das Leitrad 101 zu den Schaufeln 102 geleitet. Dort wird die Wärme vom Hauptluftstrom abgeführt. Die zahlreichen Schaufeln 102 können in ihrer regelmäßigen Anordnung eine wesentliche Wärmemenge an den Hauptluftstrom abgeben.
Die bisher beschriebene Motorgebläseeinheit ver-

hindert noch nicht ein Überhitzen oder Ausbrennen des Motors 44 in den verhältnismäßig seltenen Fällen, wenn der Hauptluftstrom längere Zeit verringert ist oder vollständig aufhört, z. B. wenn der Filterbeutel 19 vollständig gefüllt ist. Nur als zusätzliche Sicherheit für diese Ausnahmefälle ist daher auf der Ankerwelle 48 ein Kühlgebläserad 90 angeordnet, wie es von anderen Motorgebläseeinheiten bekannt ist, die eine Motorkühlung nach der Art von Strahlpumpen nicht aufweisen. Sollte bei dieser Anordnung der Hauptluftstrom bei laufendem Motor ausbleiben, so würde sich die Drehzahl des Motors 44 und der Gebläseräder 61 erhöhen, und das jetzt allein wirksame Kühlgebläserad eine größe Menge Kühlluft durch den Motor blasen. Zwar nimmt der Motor zu dieser Zeit weniger Strom auf, aber er erzeugt immer noch so viel Wärme, daß er bei fehlendem Kühlgebläserad beschädigt oder zerstört werden könnte.

Steht das Mundstück 22 mit der abzusaugenden Fläche nicht in Berührung, oder sind Saugrohr 16 und Filterbeutel 19 vollständig frei, so fördert das Gebläse die größte Luftmenge, und der Motor verbraucht die Höchstleistung. In diesem Fall sinkt die Drehzahl von Motor und Gebläse ab; jedoch wird eine ausreichende Kühlung des Motors durch die Strömung der Kühlluft durch das Motorgehäuse gesichert, weil jetzt die Strahlpumpenwirkung des Hauptluftstroms an den Schlitzen 94 überwiegt.

Claims (8)

30 Patentansprüche:

1. Motorgebläseeinheit, vorzugsweise für Staubsauger, mit einem Motorteil, der ein im wesentlichen zylindrisches Motorgehäuse mit einem Kühllufteinlaß an einer Stirnwand aufweist, mit einem in axialer Richtung an den Motorteil anschließenden Gebläseteil, der ein im wesentlichen zylindrisches Gebläsegehäuse mit einem größeren Durchmesser als das Motorgehäuse und mit einem Hauptlufteinlaß besitzt, und mit einem im Gebläsegehäuse angeordneten und durch den Motor angetriebenen Hauptluftgebläse, das einen Hauptluftstrom durch den Gebläseteil leitet und einen Kühlluftstrom durch den Motor bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläsegehäuse (31) mit dem Motorgehäuse (36, 37, 53, 54) einen ringförmigen, sich in einer Ebene quer zur Gehäuselängsachse erstreckenden Hauptluftauslaß (40) bildet, und daß in der Seitenwand (37) des Motorgehäuses (36, 37, 53, 54) sehr nahe am ringförmigen Hauptluftauslaß (40) mindestens eine Öffnung (Schlitze 94) vorgesehen ist, wobei der durch den Hauptluftauslaß (40) hindurch- und über die Öffnung (Schlitze 94) in der Seitenwand (37) des Motorgehäuses (36, 37, 53, 54) mit hoher Geschwindigkeit hinwegströmende Hauptluftstrom einen gesonderten Kühlluftstrom durch den Motor (44) induziert.

2. Motorgebläseeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung in der Seitenwand (37) des Motorgehäuses (36, 37, 53, 54) von mehreren, am Umfang in Abständen angeordneten Schlitzen (94) gebildet wird.

3. Motorgebläseeinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Hauptluftauslaß (40) ein Leitrad (101) angeordnet ist.

4. Motorgebläseeinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufehl (102) des Leitrades (101) in bezug auf die Drehachse des Hauptgebläserades (61) einen Neigungswinkel von ungefähr 15 bis 55° haben.

5. Motorgebläseeinheit nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitrad (101) am Motorgehäuse (36, 37, 53, 54) nahe am ringförmigen Hauptluftauslaß (40) befestigt ist und aus einer Blchscheibe besteht, die sich am Umfang in die radial nach außen vorstehenden Schaufeln (102) einstückig fortsetzt.

6. Motorgebläseeinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechscheibe (101) mittels daran angeformter rohrförrniger Ansätze (103) an der dem Hauptluftauslaß (40) zugewandten Stirnwand (54) des Motorgehäuses (36, 37, 53, 54) angenietet sind.

7. Motorgebläseeinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Lager (52) für die gemeinsame Welle von Motor und Gebläse von der dem Hauptluftauslaß (40) zugewandten Stirnwand (54) des Motorgehäuses (36, 37, 53, 54) getragen wird und die Schaufeln (102) des Leitrades (101) Wärme vom Lager (52) auf den Hauptluftstrom übertragen.

8. Motorgebläseeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Motorgehäuse (36, 37, 53, 54) auf der Welle (48) des Motors (44) ein an sich bekanntes Kühlgebläserad (90) angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen