DE1628349C - Lüfterrad für Ventilatoren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Lüfterrad, dessen Nabe aus dem Rotor eines Außenläufermotors besteht, an der aus Metall bestehende Lüfterflügel unmittelbar angeordnet sind.

Solche Lüfterräder dienen zur Belüftung von, bzw. Wärmeabfuhr aus elektrischen, beispielsweise nachrichtentechnischen Geräten. Denn die gedrängte Bauweise elektronischer Geräte erfordert im Maße der Raumverkleinerung bzw. der erhöhten Leistung pro Raumeinheit die Zusatzbelüftung durch Ventilatoren. Es werden vornehmlich kleine Axialventilatoren eingesetzt, welche die Verlustwärme der Geräte abführen und vor allen Dingen kritische Elemente, z. B. Halbleiter, durch den Kühleffekt in einem zulässigen Temperaturarbeitsbereich halten.

Hierfür sind bereits zahlreiche Ausführungsformen derartiger Ventilatoren und Lüfterräder bekanntgeworden.

Es ist aus der deutschen Patentschrift 973 853 ein elektromotorisch angetriebener Schraubenlüfter bekanntgeworden, bei dem das frei liegende Außenläuferblechpaket eines Asynchronmotors und das mit diesem verbundene Flügelrad in der axialen Strömungsrichtung hintereinander angeordnet sind und wobei die Flügelblätter an der sich verjüngenden Nabe des Flügelrades unmittelbar angeordnet sind.

Eine andere bekannte Anordnung zeigt F i g. 1, wo die Lüfterflügel 3 an einer das Blechpaket umgebenden und so die Nabe bildenden -Wand 2 aus Kunststoff unmittelbar angeordnet sind (s. auch Beschreibung der F i g. 1 und 2).

Bei einer weiteren bekannten Anordnung eines Lüfterrades der eingangs genannten Art ist das Blechpaket des Rotors von einem Blechgehäuse umgeben, an welches die Lüfterschaufeln angeschweißt sind (s. dazu noch die Beschreibung der F i g. 2).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, gegenüber diesen bekannten Anordnungen die Wärmeabfuhr aus dem Blechpaket zu verbessern und eine einfachere, billiger herzustellende Anordnung zu finden.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß bei einem Lüfterrad der eingangs genannten Art die Flügel auf der äußeren Mantelfläche des aus einzelnen aneinander gelegten Lamellen bestehenden Rotorblechpaketes durch Schweißen befestigt sind.

Hierdurch wird der besondere Vorteil erzielt, daß die im Innern des Rotors entwickelte Wärme unmittelbar aus den Blechlamellen des Rotorblechpaketes heraus in die aus Metall bestehenden Flügel fließt. Die Lüfterflügel übernehmen daher eine Doppelfunktion, indem sie außer der Erzeugung des Kühlluftstromes außerdem noch zur besonders wirksamen Kühlung des Rotors dienen. Hierbei liegen die als Kühlflächen des Rotors dienenden Lüfterflügel in dem als Kühlstrom wirkungsvollen Luftstrom des Ventilators. Außerdem ergibt sich der weitere Vorteil, daß der für den Luftdurchgang zur Verfügung stehende Querschnitt bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform größer ist als bei den bisher üblichen Ausführungsformen derartiger Lüfterräder.

Vorteilhafterweise besitzt die dem Rotorblechpaket zugewendete Stirnfläche der Flügel eine derartige Form, daß bei der Schweißung (vorzugsweise Kurzzeitschweißung) die Flügel mit allen Lamellen des Rotorblechpaketes verbunden werden. Dabei wird das Verschweißen einer Schnittfläche des aus z. U. Iüscnblcch bestehenden, gestanzten Flügels durch eine gleichzeitige Erhitzung auf der gesamten Verbindungs-Schweißfläche mittels Stromübergang erreicht.

Die Schweißstellen werden dadurch alle gleichmäßig und genau, so daß der äußere Durchmesser des Flügelrades bei allen Schaufeln denselben Radius hat und die Auswuchtung nur geringe Mühe verursacht.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Flügel mit den Blechlamellen und mit den Stirnringen des Rotorkäfigs metallisch unmittelbar wärmeleitend verbunden. ·

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird beim Herstellen eines Lüfterrades ein Lüfterflügel von außen auf das aus einzelnen Blechlamellen bestehende Rotorblechpaket unter Druck aufgepreßt und mit einer Elektrode eines Widerstandsschweißgerätes verbunden, während eine mit dem anderen Pol verbundene Gegenelektrode an das Blechpaket derart angedrückt wird, daß mindestens ein großer Teil der Lamellen des Blechpaketes in direkten Kontakt mit dieser zweiten Elektrode gebracht und schließlich der Flügel durch Schweißung direkt mit den Lamellen des Blechpaketes an dessen Umfangsfläche metallisch verbunden wird.

In manchen Fällen ist es günstig, wenn die zweite Elektrode für die Stromzufuhr zum Blechpaket außen neben dem anzuschweißenden Flügel gegen die zylindrische Mantelfläche des Blechpaketes gedrückt wird.

Bei einer anderen Variante des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens wird das Rotorkäfig-Blechpaket mit seiner zentralen Bohrung, die den Luftspalt begrenzt, auf eine Elektrode gesteckt, sodann durch die den Flügel einklemmende Gegenelektrode auf das Blechpaket Druck gegen die innere Elektrode in der Bohrung ausgeübt und hierauf die Schweißung durchgeführt. Hierbei hat es sich als günstig erwiesen, wenn die Bohrung bzw. die Außenfläche des Rotorkäfig-Blechpaketes glatt gedreht wird.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in Verbindung mit den Ausführungsbeispiele darstellenden Figuren beschreiben. Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren in gleicher Weise bezeichnet. Es zeigt

F i g. 1 eine bekannte Ausführungsform eines Lüfterrades, in Seitenansicht, teilweise im Schnitt,

F i g. 2 einen Lüfter mit erfindungsgemäß ausgeführtem Lüfterrad, zum Teil im Längsschnitt,

F i g. 3 einen Lüfter mit einer anderen Ausführungform des erfindungsgemäßen Lüfterrades, teilweise im Schnitt.

In F i g. 1 ist eine bekannte Ausführungsform eines Lüfterrades dargestellt. Das Lüfterrad besteht im wesentlichen aus dem Rotor 1 eines Außenläufermotors und einem im wesentlichen zylindrischen Kunststoffgehäuse 2, welches die Flügel 3 trägt. Die Flügel bestehen hierbei aus Kunststoff und sind mit dem zylindrischen Gehäuse 2 in einem Stück hergestellt. In der F i g. 1 ist noch der aus einzelnen Blechlamellen bestehende Rotorblechkörper 4 dargestellt. Der besseren Deutlichkeit halber ist der rechte Teil der Figur in Ansicht und der linke Teil im Schnitt gezeichnet.

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch ein Lüftergehäuse 7, in dem sich ein erfindungsgemäß ausgeführtes Lüfterrad befindet, dieses ist im rechten Teil der Figur in Ansicht, hingegen im linken Teil der

Figur im Schnitt dargestellt. Aus der Figur ist deutlich sichtbar, daß der Motor als sogenannter Außenläufermotor ausgebildet ist, bei welchem das Blechpaket 8 des Stators mit der zugehörigen Statorwicklung 9 innerhalb des Rotors 1 angeordnet ist. Der Rotor 1 weist eine den Luftspalt begrenzende Bohrung 12 auf. Auf der äußeren Mantelfläche 10 des Rotorblechpaketes 4 sind die einzelnen Flügel 13 wärmeleitend befestigt, und zwar durch Schweißen. Die Flügel sind derart geformt, daß ihre, der äußeren Mantelfläche 10 des Rotorblechpaketes 4 zugewendeten Stirnflächen bei der Schweißung mit allen Lamellen des Rotorblechpaketes 4 verbunden sind. Der Rotor 1 weist das Blechpaket 4 und den Kurzschlußkäfig mit den Kurzschlußringen 11 auf, welcher in bekannter Weise einstückig mit dem gesamten Außenläuferteil ausgebildet ist.

Gegenüber der in F i g. 1 dargestellten bekannten Anordnung ergibt sich durch die Erfindung der wesentliche Vorteil, daß die im Rotor, insbesondere im Rotorblechpaket 4, entwickelte Wärme in radialer Richtung nach außen abgeführt wird, ohne daß durch einen Kunststoffmantel ein Wärmestau auftritt.

Aber auch gegenüber der erwähnten, weiteren bekannten Anordnung eines Lüfterrades der eingangs genannten Art, bei welchem das Rotor-Blechpaket von einem Blechgehäuse umgeben ist, an welches die Lüfterschaufeln angeschweißt sind, ergibt sich der Vorteil einer wesentlich besseren Kühlung des Rotors, weil die Wärme in jeder einzelnen Blechlamelle radial nach außen abgeführt werden kann und keine Wärmestauung an der oft einen erheblichen Wärmeübergangswiderstand besitzenden Stoßstelle zwischen Stirnkante der einzelnen Blechlamellen und Innenseite des zylindrischen Gehäuses auftritt. Diese Wärmestauung ist bedeutend, weil die Blechlamellen an vielen Stellen keinen direkten Kontakt mit den zugeordneten Stellen der Innenseite des Gehäuses haben, insbesondere wenn gezogene zylindrische Gehäuse benutzt werden, deren Oberfläche mit einer Ziehstruktur behaftet ist.

Fig. 3 zeigt einen neuartigen Radialventilator mit einem erfindungsgemäßen Lüfterrad. Auch hier sind die gestanzten Stahlblechflügel 14 unmittelbar auf das Blechpaket 4 des Rotors aufgeschweißt.

Bei dem weiter oben bereits beschriebenen Herstellungsverfahren des Lüfterrades ist es im allgemeinen zweckmäßig, wenn die Flügel durch ein Widerstandsschweißverfahren am Blechpaket befestigt werden und dabei gleichzeitig die Flügel in radialer Richtung mit großer Kraft radial angepreßt werden.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Lüfterrad, dessen Nabe aus dem Rotor (1) eines Außenläufermotors besteht, an der aus Metall bestehende Lüfterflügel unmittelbar angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (13, 14, 15) auf der äußeren Mantelfläche (10) des aus einzelnen aneinander gelegten Lamellen bestehenden Rotorblechpaketes (4) durch Schweißen befestigt sind.

2. Lüfterrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (13, 14, 15) mit den Blechlamellen (4) und mit den Stirnringen (11) des Rotorkäfigs metallisch unmittelbar wärmeleitend verbunden sind.

3. Verfahren zum Herstellen von Lüfterrädern nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf das aus einzelnen Blechlamellen bestehende Rotorblechpaket (4) ein Lüfterflügel (13, 14, 15) von außen unter Druck angepreßt und mit einer Elektrode eines Widerstandsschweißgerätes verbunden wird, daß eine mit dem anderen Pol verbundene Gegenelektrode an das Blechpaket (4) derart angedrückt wird, daß mindestens ein großer Teil der Lamellen des Blechpaketes (4) in direkten Kontakt mit dieser zweiten Elektrode gebracht wird, und daß der Flügel (13, 14, 15) schließlich durch Schweißung direkt mit den Lamellen des Blechpaketes (4) an dessen äußerer Mantelfläche (10) metallisch verbunden wird.

4. Verfahren zum Herstellen von Lüfterrädern nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Elektrode für die Stromzufuhr zum Blechpaket (4) außen neben dem anzuschweißenden Flügel (13, 14, 15) gegen die äußere Mantelfläche (10) des Blechpaketes (4) gedrückt wird.

5. Verfahren zum Herstellen von Lüfterrädern nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rotorkäfig-Blechpaket (4) mit seiner zentralen Bohrung (12), die eine Wand des Luftspaltes des Motors bildet, auf eine Elektrode gesteckt wird, daß sodann durch die den Flügel (13,14,15) einklemmende Gegenelektrode auf das Blechpaket (4) Druck gegen die innere Elektrode in der Bohrung (12) ausgeübt wird, und daß hierauf die Schweißung erfolgt.

6. Verfahren zum Herstellen von Lüfterrädern nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (12) bzw. die äußere Mantelfläche (10) des Rotorkäfig-Blechpaketes (4) glatt gedreht sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen