DE19850461A1 - Gebläselaufrad, sowie Gebläse hiermit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gebläselaufrad nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, sowie ein Gebläse hiermit, nach dem Oberbegriff des Anspruches 6. Genauer gesagt, die vorliegende Erfindung betrifft Gebläselaufräder, sowie Korn­ binationen aus Motor und Gebläselaufrad, um ein Gebläse zu bilden.

Gebläse werden seit vielen Jahren in vielen verschiede­ nen Ausbildungsformen für unterschiedlichste Einsatzzwecke verwendet. Ein üblicher Einsatzzweck ist in Gehäusen von elektronischen Produkten, beispielsweise Personalcomputern oder dergleichen. Es besteht fortwährend eine Notwendigkeit für kleinere Produkte mit höherer Leistung, welche gleich­ zeitig leichter, haltbarer, leiser und billiger sein soll­ ten.

Bei einem typischen Gebläse ist ein Gebläselaufrad an einem Elektromotor befestigt und innerhalb einer Verklei­ dung angeordnet, um eine Luftströmung auf das Gebläserad zu und dann von diesem weg zu erhalten. Ein typisches Geblä­ selaufrad weist eine Mehrzahl von Schaufeln auf, welche von einem sich drehenden Motor getragen werden und in einer Art Gehäuse angeordnet sind.

Momentan bekannte Gebläselaufräder sind relativ groß, um eine bestimmte Ausgangsleistung zu erzielen. Es ist wün­ schenswert, eine hohe Ausgangsleistung beizubehalten, je­ doch die Gesamtgröße des Gebläses und Kühlsystems zu ver­ ringern, hierbei aus dem Gebläsesystem entstehende Kosten zu minimieren und kleinere elektronische Systeme oder Com­ puter zu erlauben. Momentan bekannte Gebläselaufräder wer­ den unter Verwendung von dünnen Stahl- oder Aluminiumplat­ ten oder aus einer Kombination von Stahl oder Aluminium und Kunststoff hergestellt, wobei eine Vielzahl von Fertigungs- und Montagetechniken verwendet wird, beispielsweise Schlit­ ze, Ausstanzungen, Nieten, Bolzen oder dergleichen, um die einzelnen Bauteile zusammenzufügen. Diese Herstellungsart kann eine Relativbewegung zwischen den Schaufeln und einer Rückenplatte ermöglichen oder kann kleine Luftspalte zwi­ schen den Laufradkomponenten bilden. Diese Bewegung oder das Vorhandensein kleiner Luftspalte kann starke Geräusche erzeugen. Andere bekannte Gebläselaufräder, welche alle aus Metall aufgebaut sind, verwenden eine geschweißte Verbin­ dung, wobei dieser Konstruktionstyp jedoch teuer ist und zu einem relativ schweren Endprodukt führt. Momentan bekannte Gebläselaufräder, welche eine Kunststoff/Metall-Konstruk­ tion verwenden, werden typischerweise unter Verwendung kleiner Kunststoffstifte zusammengebaut, welche von den Schaufeln durch die Rückenplatte vorstehen und welche dann verstemmt oder flachgequetscht werden, um die Teile mitein­ ander zu verbinden. Diese Stifte sind relativ schwach und bei einer Beschädigung können sie zum Ausfall des Gebläses oder zumindest zu einer weiteren Relativbewegung zwischen den entsprechenden Teilen führen, was wiederum starke Ge­ räusche erzeugt.

Es ist von daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gebläselaufrad, sowie ein Gebläse hiermit zu schaffen, bei dem die oben genannten Nachteile im Stand der Technik beseitigt sind und welches leicht, preiswert und haltbar gegenüber Konstruktionen nach dem Stand der Technik ist, und wobei weiterhin bei gleicher Größe und gleichem Ener­ gieverbrauch wie bei Geräten nach dem Stand der Technik ei­ ne höhere Ausgangsleistung gegeben ist.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 bzw. 6 angegebenen Merkmale.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegen­ den Erfindung ist ein Gebläselaufrad für ein mit einem Elektromotor betriebenes Gebläse geschaffen, wobei das Ge­ bläselaufrad eine Drehachse hat und eine Rückenplatte und ein Flügelrad beinhaltet, wobei die Rückenplatte eine erste ringförmig umlaufende Scheibe und eine innere Hülse hat, welche einstückig mit der ersten Scheibe ausgebildet ist und wobei die innere Hülse einen äußeren Ring und eine Mehrzahl von nach innen gerichteten Rippen hat, welche ei­ nen Motoraufnahmekreis definieren. Im zusammengebauten Ro­ tor bilden die nach innen gerichteten Rippen eine innere Kühlverkleidung und einen Luftspalt, der, wenn Drehung vor­ liegt, eine Luftströmung mit hoher Geschwindigkeit durch den Luftspalt und über die äußere Oberfläche des Rotors zwingt. Das Flügelrad weist eine zweite ringförmige Scheibe und eine Mehrzahl von Schaufeln auf, die von der zweiten Scheibe getragen werden und parallel zur Drehachse vorste­ hen, wobei die Rückenplatte und das Flügelrad in konzentri­ scher Fluchtung zusammengefügt sind.

Bevorzugt haben die Rückenplatte und das Flügelrad Mit­ tel zum gegenseitigen Eingriff, um die Rückenplatte und das Flügelrad zusammenzufügen; diese Mittel beinhalten typi­ scherweise eine Mehrzahl von Stiften, welche in den Schau­ feln gegenüber der zweiten Scheibe getragen werden, sowie eine Mehrzahl von Öffnungen in der ersten Scheibe, wobei die Stifte in den Öffnungen anordenbar sind, um eine kon­ zentrische Fluchtung zu erzeugen, wenn die Rückenplatte und das Flügelrad zusammengefügt werden. Bevorzugt werden die Rückenplatte und das Flügelrad aus Spritzgußkunststoff her­ gestellt und die Schaufeln des Flügelrades beinhalten einen Energierichtungsvorsprung auf der Schaufeloberfläche gegen­ über der Einlaßscheibe, der mit einer aufgerauhten Oberflä­ chen auf der Oberseite der Rückenplatte typischerweise durch Ultraschallschweißen zusammengebracht werden kann, um eine homogene und hochfeste Verbindung zu bilden.

Die Erfindung schafft auch ein Gebläse mit einem Motor und einem Gebläselaufrad, wobei der Motor einen Stator hat, der an einer Lagerplatte getragen ist, sowie einen um den Stator herum angeordneten Rotor, wobei der Rotor des Motors in dem Motoraufnahmekreis der Rippen des Gebläselaufrades angeordnet ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildun­ gen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.

Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorlie­ genden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Be­ schreibung der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung.

Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Gebläses, welches das Gebläselaufrad der vorliegenden Erfindung bein­ haltet;

Fig. 2 eine auseinandergezogene Darstellung des Geblä­ ses von Fig. 1 zur Veranschaulichung des Gebläselaufrades und der Motoranordnung;

Fig. 3 eine auseinandergezogene Darstellung des Geblä­ selaufrades zur Veranschaulichung der Rückenplatte und des Flügelrades;

Fig. 4 eine Schnittdarstellung entlang Linie 4-4 in Fig. 3; und

Fig. 5 eine Ansicht des Gebläses von Fig. 1, wie es an einer Wand angeordnet ist, und wo der Betrieb des Gebläses veranschaulicht ist.

In Fig. 1 ist eine Verkleidung 10 um ein Gebläse 11 herum angeordnet, wobei die Verkleidung an dem Gebläse mit­ tels einer Motorbefestigungs-Stützplatte 12 mittels übli­ cher Befestigungsmittel, beispielsweise Schrauben oder Bol­ zen 13 befestigt ist. Das Gebläse 11 beinhaltet gemäß Fig. 2 ein Gebläselaufrad 14 und einen Motor 15, wobei der Motor an der Stützplatte 12 befestigt ist. Der Motor 15 kann üb­ lichen Aufbau haben, beispielsweise mit einem (nicht ge­ zeigten) Stator, der an der Stützplatte 12 gehalten ist, wobei ein Rotor 16 um den Stator herum angeordnet ist.

Das Gebläse 11 umfaßt gemäß Fig. 3 eine Rückenplatte 19 und ein Flügelrad 20, wobei diese beiden Bauteile miteinan­ der in konzentrischer Fluchtung zusammengefügt sind. Die Rückenplatte 19 weist eine ringförmige Scheibe 21 und eine innere Hülse 22 auf, welche einstückig mit der Scheibe aus­ gebildet ist, bevorzugt durch einen Kunststoffgußvorgang. Die innere Hülse 22 weist einen äußeren Ring 23 auf, der eine Mehrzahl von nach innen weisenden Rippen 24 hat. Die Rippen 24 sind voneinander beabstandet und nach innen ge­ richtet, um einen Motoraufnahmekreis 25 zu bilden. Der Durchmesser dieses Kreises 25 ist für den jeweils verwende­ ten Motor ausgelegt, so daß der Rotor 16 des Motors im Preßsitz in dem Motoraufnahmekreis 25 der Rückenplatte 19 gehalten werden kann.

Das Flügelrad 20 weist eine ringförmige Scheibe 28 auf, welche gemäß den Fig. 3 und 4 eine Mehrzahl von Flügeln oder Schaufeln 29 trägt, wobei diese Schaufeln auf übliche Weise parallel zur Drehachse des Gebläselaufrades und des Rotors des Motors vorstehen. Die Rückenplatte 19 liegt an dem Flügelrad 20 an, wobei die Scheibe 21 auf den freilie­ genden Kanten der Schaufeln 29 aufliegt, um das vollstän­ dige Gebläselaufrad 14 zu bilden. Die Rückenplatte und das Flügelrad werden miteinander typischerweise durch Ultra­ schallschweißen verbunden. Bevorzugt ist eine Mehrzahl von Stiften 30 an den freiliegenden Kanten der Schaufeln 29 an­ geordnet, um in hierzu in Fluchtung liegenden Öffnungen 31 der Scheibe 21 der Rückenplatte 19 zu passen. Beim zusam­ mengebauten Rotor bilden die nach innen verlaufenden oder gerichteten Rippen 24 ein integrales Kühlgehäuse oder eine integrale Kühlverkleidung und einen Luftspalt, wodurch bei Drehungen des Rotors eine Luftströmung mit hoher Geschwin­ digkeit durch den Luftspalt und über die äußere Oberfläche des Rotors gezwungen wird.

Für gewöhnlich wird das Gebläse derart hergestellt, daß das Gebläselaufrad, der Motor und die Stützplatte eine Ein­ heit sind und diese Einheit wird dann dem Kunden fertig für den Einbau und den elektrischen Anschluß geliefert. Die Verkleidung kann an der Stützplatte angeordnet werden und zusammen mit dem Gebläse ausgeliefert werden. Alternativ hierzu kann die Verkleidung in oder an dem zu kühlenden Ge­ genstand ausgebildet werden, wobei die Stützplatte eben­ falls an dem Gegenstand angebracht ist.

In Fig. 5 ist das Gebläse 11 in der Verkleidung 10 an­ geordnet gezeigt, wobei weiterhin eine Befestigung an einer Wand 33 eines Gehäuses oder dergleichen erfolgt. Die Ver­ kleidung weist eine Einlaßöffnung 34 auf, welche eine Luft­ strömung in das Innere des Flügelrades erlaubt, und eine Auslaßöffnung 35 ist in einer entsprechenden Öffnung der Wand 33 ausgebildet, um eine Luftströmung aus dem Gebläse heraus zu ermöglichen.

Die erfindungsgemäße Konstruktion des Gebläselaufrades gemäß der vorliegenden Erfindung mit den nach innen gerich­ teten Rippen schafft einen integralen, innenliegenden Luft­ spalt und eine Kühlverkleidung für den Rotor des Motors.

Wenn sich das Gebläselaufrad dreht, wird eine Luftströ­ mung fit hoher Geschwindigkeit durch diesen Luftspalt und über die äußere Oberfläche des Rotors gezwungen. Diese Luftströmung verringert die Betriebstemperatur des Motors und erlaubt die Verwendung eines kleineren Motors, um die gleiche Ausgangsleistung wie bei einem größeren Motor, der diese Technik nicht verwendet, zu erzeugen, insbesondere dann, wenn für beide Motoren eine bestimmte maximale Be­ triebstemperatur festgesetzt ist. Weiterhin führt die er­ findungsgemäße Konstruktion zu einem Gebläse mit geringerer Geräuschentwicklung im Vergleich zu einem Gebläse ver­ gleichbarer Größe und Ausgangsleistung, welche insgesamt aus Metall oder aus einer Metall/Kunststoffkonstruktion aufgebaut ist.

Beschrieben wurde somit insoweit zusammenfassend ein Gebläselaufrad, sowie ein Gebläse hiermit, wobei das Ge­ bläse einen Motor und ein Gebläselaufrad aufweist, wobei weiterhin der Motor einen Stator hat, der an einer Stütz­ platte angeordnet ist, sowie einen Rotor hat, der um den Stator herum angeordnet ist, wobei das Gebläselaufrad eine Drehachse hat und eine Rückenplatte und ein Flügelrad um­ faßt, wobei die Rückenplatte eine erste Scheibe und eine innere Hülse aufweist, welche einstückig mit der ersten Scheibe ausgebildet ist. Die innere Hülse weist einen äuße­ ren Ring und eine Mehrzahl von nach innen gerichteten Rip­ pen auf, die einen Motoraufnahmekreis bilden, wobei dann der Rotor des Motors in dem Motoraufnahmekreis gehalten ist. Das Flügelrad weist eine zweite umlaufende Scheibe und eine Mehrzahl von Schaufeln auf, welche von der zweiten Scheibe gehalten werden und parallel zur Drehachse vorste­ hen. Die Rückenplatte und das Flügelrad werden miteinander in konzentrischer Fluchtung verbunden. Eine Verkleidung ist um das Gebläselaufrad und den Motor herum angeordnet, wobei die Verkleidung eine Einlaßöffnung an der zweiten Scheibe des Flügelrades in das Innere der Verkleidung zwischen den Schaufeln und dem Rotor des Motors hat, sowie eine Aus­ laßöffnung im Bereich der äußeren Enden der Mehrzahl von Schaufeln.

Claims (8)

1. Ein Gebläselaufrad für ein mit einem Elektromotor (15) betriebenes Gebläse, wobei das Gebläselaufrad (14) ei­ ne Drehachse hat und eine Rückenplatte (19) und ein Flügel­ rad (20) beinhaltet, wobei
die Rückenplatte (19) eine erste kreisförmige Scheibe (21) und eine innere Hülse (22) aufweist, welche einstückig mit der Scheibe (21) ist, wobei die innere Hülse (21) einen äußeren Ring (23) und eine Mehrzahl von nach innen gerich­ teten Rippen (24) aufweist, welche einen Motoraufnahmekreis (25) definieren,
das Flügelrad (20) eine zweite kreisförmige Scheibe (28) und eine Mehrzahl von Schaufeln (29) aufweist, welche von der zweiten Scheibe (28) getragen werden und parallel zu der Drehachse vorstehen, und
die Rückenplatte (19) und das Flügelrad (20) miteinan­ der in konzentrischer Fluchtung verbunden sind.

2. Das Gebläselaufrad nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Rückenplatte (19) und das Flügelrad (20) Mittel zum gegenseitigen Eingriff aufweisen, um die Rücken­ platte (19) und das Flügelrad (20) miteinander zu verbin­ den.

3. Das Gebläselaufrad nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Mittel zum gegenseitigen Eingriff eine Mehrzahl von Stiften (30) beinhalten, welche an den Schau­ feln (28) gegenüber der zweiten Scheibe (28) getragen wer­ den, sowie eine Mehrzahl von Öffnungen (31) in der ersten Scheibe (21) beinhalten, wobei die Stifte (30) in den Öff­ nungen (31) anordenbar sind, wenn die Rückenplatte (19) und das Flügelrad (20) zusammengefügt werden.

4. Das Gebläselaufrad nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schaufeln (29) des Flügelrades (20) durch Ultraschallschweißen an der ersten Scheibe (21) der Rück­ platte (19) befestigt sind.

5. Das Gebläselaufrad nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schaufeln (29) des Flügelrades (20) durch Ultraschallschweißen an der ersten Scheibe (21) der Rück­ platte (19) befestigt sind.

6. Ein Gebläses mit einem Motor (15) und einem Geblä­ selaufrad (14), wobei der Motor (15) einen Stator aufweist, der an einer Stützplatte (12) befestigt ist, sowie einen Rotor (16), der um den Stator herum angeordnet ist, wobei
das Gebläselaufrad (14) eine Drehachse hat und eine Rückenplatte (19) und ein Flügelrad (20) beinhaltet
die Rückenplatte (19) eine erste kreisförmige Scheibe (21) und eine innere Hülse (22) aufweist, welche einstückig mit der Scheibe (21) ist, wobei die innere Hülse (21) einen äußeren Ring (23) und eine Mehrzahl von nach innen gerich­ teten Rippen (24) aufweist, welche einen Motoraufnahmekreis (25) definieren, wobei der Rotor (16) des Motors (15) in dem Motoraufnahmekreis (25) angeordnet ist,
das Flügelrad (20) eine zweite kreisförmige Scheibe (28) und eine Mehrzahl von Schaufeln (29) aufweist, welche von der zweiten Scheibe (28) getragen werden und parallel zu der Drehachse vorstehen, und
die Rückenplatte (19) und das Flügelrad (29) miteinan­ der in konzentrischer Fluchtung verbunden sind.

7. Das Gebläse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schaufeln (29) des Flügelrades (20) durch Ul­ traschallschweißen an der ersten Scheibe (21) der Rück­ platte (19) befestigt sind.

8. Das Gebläse nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch eine äußere Verkleidung (10), welche um das Geblä­ selaufrad (14) und dem Motor (15) herum angeordnet ist, wo­ bei die Verkleidung (10) eine Einlaßöffnung (34) an der zweiten Scheibe des Flügelrades (20) in das Innere der Ver­ kleidung zwischen den Schaufeln (29) und dem Rotor (16) des Motors (15) aufweist, sowie eine Auslaßöffnung (35) im Be­ reich der äußeren Enden der Mehrzahl von Schaufeln (29).