DE4115485C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für Doppellüfter bestehend aus zwei auf einer gemeinsamen Mo­ torwelle nebeneinander angeordneten Außenläufermotoren, wo­ bei die Außenläufermotoren jeweils derart zueinander an­ geordnet sind, daß die Pole der Statoren der beiden Motoren und die Pole der Rotoren der beiden Motoren jeweils zuein­ ander spiegelsymmetrisch in bezug auf eine senkrecht zur Motorwelle zwischen den beiden Außenläufermotoren verlau­ fenden Trennebene X-X liegen.

Eine derartige Antriebseinheit ist aus der US-PS 27 00 343 bekannt. Hierbei handelt es sich um ein Pumpaggregat, bei dem zwei Außenläufermotoren auf einer Welle mit ihren Ro­ toren bei feststehenden Statoren angeordnet sind, so daß die Rotoren synchron zueinander laufen.

Weiterhin ist aus der DE-AS 11 98 955 ein Raumlüfter be­ kannt, bei dem Trommelläufer mit den Außenläufern des Mo­ tors eine Einheit bilden. Die Statoren des Motors besitzen eine gemeinsame Wicklung. Hierbei sind die einzelnen Wick­ lungsabschnitte in Reihe geschaltet, so daß sie von gleichem Strom durchflossen werden.

Beim Antrieb von Doppellüftern, d. h. Lüfter mit zwei separaten Lüfterrädern, muß der antreibende Motor eine relativ große Leistung aufbringen, wodurch sich große Mo­ torabmessungen ergeben. Große Motorabmessungen verringern jedoch bei gegebenen Lüfteraußenmaßen den für den Luft­ ansaug zur Verfügung stehenden Querschnitt, so daß mit hohen Drehzahlen gefahren werden muß. Die Folgen sind ein relativ schlechter Wirkungsgrad, eine verringerte Lebens­ dauer und erhöhte Herstellungskosten. Außerdem erhält man bei Verwendung eines einzelnen Motors aufgrund der durch die einseitige Motorbefestigung auftretenden Unsymmetrien keine auf beide Laufräder gleichmäßige Verteilung der Luft­ strömung. Werden zwei getrennte Motoren zum Antrieb der beiden Lüfterräder eines Doppellüfters verwendet, so ist es jedoch erforderlich, diese beiden Motoren elektronisch zu synchronisieren, woraus sich ebenfalls ein erhöhter Schal­ tungsaufwand ergibt. Die aus der DE-OS 15 38 901 bekannte Antriebseinheit ist für den Antrieb von Doppellüftern un­ geeignet, da sie keinen gleichzeitigen Antrieb der Aus­ gangswelle durch beide Motoren ermöglicht.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebseinheit für einen Doppellüfter zu schaffen, die einerseits kompakt und kostengünstig in der Herstellung ist und andererseits zwei Motoreinheiten aufweist, wobei ein absoluter Synchronlauf dieser beiden Motoren gegeben ist. Weiterhin liegt eine Aufgabe der Erfindung darin, bei den Motoren eine gemeinsame Spannungsversorgung vorzusehen sowie eine problemlose Aufhängung der Antriebseinheit in einem Gehäuse zu gewährleisten.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß jeder der Statoren jeweils mindestens eine Statorwicklung aufweist, so daß sich mindestens zwei Pole entgegengesetzter Polari­ tät im jeweiligen Stator ausbilden, so wie die Motorwelle innerhalb eines Lagertragrohrs verläuft, und die Motoren mit den Statorblechpaketen ihrer Statoren auf dem Tragrohr ortsfest angeordnet sind, und die Trennebene X-X durch einen zwischen den Motoren befindlichen Spalt verläuft und innerhalb des Spaltes eine Leiterplatte für Teile der Steuerungselektronik der beiden Motoren angeordnet ist und im Spalt senkrecht zur Motorwelle ein Befestigungsflansch verläuft, der einstückig mit dem Lagertragrohr ausgebildet ist.

Durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung der Antriebsein­ heit können die beiden Antriebsmotoren gegenüber der Ver­ wendung eines einzigen Motors mit einem kleineren Außen­ durchmesser versehen werden, wodurch sich der Luftansaug verbessert. Darüber hinaus können die Wickelpaketlängen der einzelnen Motoren geringer sein als die Paketlänge eines einzelnen Motors, wodurch sich die Wickelbarkeit der Mo­ toren verbessert.

Darüber hinaus verbessert sich der Wirkungsgrad gegenüber der Verwendung eines einzigen Motors, da aus den insgesamt kleineren Motoren die Wärmeabfuhr erleichtert wird. Durch die verbesserte Wärmeabfuhr treten an den Motorlagern nie­ drigere Lagertemperaturen auf, was zu einer größeren Lebensdauer des Lagersystems und damit des Motors führt. Gegenüber der Verwendung von zwei getrennten Motoren wird der Elektronikaufwand wesentlich verringert, da durch die Anordnung gemäß der Erfindung ein absoluter Synchronlauf ohne separate elektrische Regelung erreicht wird.

Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.

Anhand des in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße An­ triebseinheit,

Fig. 2 einen Teilschnitt durch einen Doppellüfter mit einer Antriebseinheit gemäß Fig. 1.

Wie sich aus Fig. 1 ergibt, besteht eine erfindungsgemäße Antriebseinheit aus zwei Außenläufermotoren 1, 2, die neben­ einander auf einer Motorwelle 3 angeordnet sind. Hierbei verläuft die Motorwelle 3 durch ein für beide Motoren ge­ meinsames Lagertragrohr 4 hindurch und ist jeweils in end­ seitig über Lagerbuchsen 6 im Lagertragrohr 4 befestigten Lagern 5, insbesondere Kugellagern, gelagert. Auf den je­ weils aus dem Lagertragrohr 4 endseitig herausragenden Enden der Motorwelle 3 ist jeweils der Rotor 7 eines der Motoren 1, 2 kraft- und/oder formschlüssig über eine Rotorbuchse 8, 9 befestigt. Hierbei ist die in Fig. 1 rechte Rotorbuchse 8 auf die Motorwelle 3 endseitig aufgepreßt, wohingegen die linke Rotorbuchse 9 lösbar befestigt ist.

Die beiden Rotoren 7 sind im Querschnitt becherförmig ausge­ bildet, wobei die Rotorbuchsen 8, 9 jeweils im Boden 10 der Rotoren 7 befestigt sind. Die Rotoren 7 weisen eine umlau­ fende Rotorwandung 11 auf, die den Stator 12 der Motoren 1, 2 konzentrisch umgibt. Jeder der Statoren 12 weist ein Statorblechpaket 13 und eine Statorwicklung 14 auf. Die Statoren 12 sind mit ihrem Blechpaket 13 auf dem Lagertrag­ rohr 4 ortsfest, beispielsweise durch einen Preßsitz, ange­ ordnet. An den Stirnseiten des Statorblechpaketes 13 sind jeweils Endscheiben 15 aus einem elektrisch isolierenden Material vorgesehen. An der Innenseite der Rotorwandung 11 der Rotoren 7 ist jeweils ein radial magnetisierter, strei­ fenförmiger Dauermagnet 17 befestigt, der mindestens zwei entgegengesetzte Polaritäten, nämlich einen Nordpol und einen Südpol, aufweist. Alternativ können auch Magnetseg­ mente verwendet werden. Die Statorwicklung 14 jedes Stators 12 ist derart gewickelt, daß sich mindestens zwei Pole ent­ gegengesetzter Polarität im Stator ausbilden können. Vor­ zugsweise wird ein 6poliger Rotor in Verbindung mit einer dreisträngigen Statorwicklung verwendet. Zwischen den in axialer Richtung nebeneinanderliegenden Motoren 1, 2 ist eine senkrecht zur Motorwelle 3 verlaufende Symmetrie bzw. Trennebene X-X vorhanden. Diese Trennebene X-X verläuft durch einen zwischen den Motoren befindlichen Spalt 18. Die Statoren 12 der beiden Motoren 1, 2 und die Rotoren 7 der beiden Motoren 1, 2 sind nun jeweils zueinander derart an­ geordnet, daß ihre Pole spiegelsymmetrisch zur Trennebene X-X laufen, d. h. die Pole des Stators des Motors 1 und die Pole des Stators des Motors 2 sind spiegelsymmetrisch zu­ einander zur Trennebene X-X und die Pole des Rotors 7 des Motors 1 sind spiegelsymmetrisch zur Trennebene X-X in be­ zug auf die Pole des Rotors 7 des Motors 2 angeordnet. Diese symmetrische Anordnung der Pole besteht im Stillstand und beim Lauf der Motoren 1, 2, so daß sich ein absolut synchro­ nes Laufverhalten der beiden Motoren ergibt. Weiterhin ist im Spalt 18 zwischen den beiden Motoren eine Leiterplatte 19 angeordnet, auf der die zur Erfassung der Rotorstellung be­ nötigten Sensoren angeordnet sind und auf der die Verschal­ tung der Wicklungen der beiden Statoren erfolgt. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Antriebseinheit ist dabei auch nur eine einzige Steuerungselektronik erforderlich, so daß für beide Motoren eine gemeinsame Spannungsversorgung und Steuerungselektronik vorhanden ist. An der Leiterplatte 19 ist eine elektrische Zuleitung 20 angeschlossen, die über den Spalt 18 in die Antriebseinheit hineingeführt wird.

Weiterhin ist aus Fig. 1 zu erkennen, daß im Spalt 18 senk­ recht zur Motorwelle 3 ein Befestigungsflansch 22 verläuft, der einstückig mit dem Lagertragrohr 4 verbunden ist. Dieser Befestigungsflansch 22 kann aus einzelnen radialen, umfangs­ gemäß beabstandeten Speichen oder aus einem durchgehenden Flanschteller mit bereichsweise ausgebildeten Öffnungen für die Wickeldrahtdurchführungen bestehen. Weiterhin besitzt der Befestigungsflansch 22 an seiner Außenseite zur Befesti­ gung der Antriebseinheit an einem Gehäuse 24, siehe Fig. 2, Befestigungselemente 25. Durch diese erfindungsgemäße Aus­ gestaltung ergibt sich eine problemlose Aufhängung der er­ findungsgemäßen Antriebseinheit in einem Gehäuse, da eine gleichgewichtige Verteilung beidseitig des Befestigungsflan­ sches gegeben ist.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, sind auf der Außenseite der Rotor­ wandungen 11 der Rotoren 7 Befestigungslaschen 26 vorgese­ hen. Diese Befestigungslaschen 26 können aufgeschrumpft sein oder aber anderweitig am Rotorumfang befestigt werden. Mit den Befestigungslaschen 26 sind Lüfterräder 27 bekannter Bauweise befestigt. Es liegt ebenfalls im Rahmen der Erfin­ dung, wenn diese Lüfterräder unmittelbar auf den Rotoren 7 angeordnet sind.

Wie sich aus Fig. 2 ergibt, besteht ein erfindungsgemäßes Lüftergehäuse 24 aus einer mittleren Gehäusewandung 28 und einer linken und rechten Gehäusewandung 29, 30 sowie den oberen und unteren Gehäusewandungen 31, in denen Luftein­ trittsöffnungen 32 ausgebildet sind. Diese Eintrittsöffnun­ gen 32 sind konzentrisch zur Motorwelle 3. Die Größe der Eintrittsöffnungen 32 ist abhängig von dem Durchmesser der Lüfterräder 27. Die mittlere Wand 28, die das Gehäuse prak­ tisch in zwei Gehäusehälften unterteilt, besteht aus einem aus Stabilitätsgründen an seinen Außenrändern abgewinkelten Dreiecksblech, das im Bereich seiner Ecken am Gehäuse 24 befestigt ist. In der mittleren Wand 28 ist eine mittlere Öffnung 33, in der die Motoren 1, 2 über den Befestigungs­ flansch derart angeordnet sind, daß die mittlere Wand 28 etwa in die Trennebene X-X der Antriebseinheit fällt. Die vordere und hintere Stirnseite des Lüftergehäuses 24 bilden zwei sich gegenüberliegende Luftausblasöffnungen, die sich über die gesamte Höhe des Lüftergehäuses erstrecken.

Wie sich aus dem vorstehenden ergibt, wird somit eine sehr kompakte Bauweise eines Doppellüfters erhalten und zudem eine problemlose Montage der Antriebseinheit ermöglicht.

Claims (8)

1. Antriebseinheit für Doppellüfter bestehend aus zwei auf einer gemeinsamen Motorwelle (3) nebeneinander angeordneten Außenläufermotoren (1, 2), wobei die Außenläufermotoren (1, 2) jeweils derart zueinander angeordnet sind, daß die Pole der Statoren (12) der beiden Motoren (1, 2) und die Pole der Rotoren (7) der beiden Motoren jeweils zueinander spiegelsymmetrisch in bezug auf eine senkrecht zur Motorwelle (3) zwischen den beiden Außenläufermotoren (1, 2) verlaufenden Trenn­ ebene X-X liegen, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Statoren (12) jeweils mindestens eine Statorwicklung (14) aufweist, so daß sich mindestens zwei Pole entgegengesetzter Polarität im jeweiligen Stator (12) ausbilden, sowie die Motorwelle (3) in­ nerhalb eines Lagertragrohres (4) verläuft und die Mo­ toren (1, 2) mit den Statorblechpaketen (13) ihrer Statoren (12) auf dem Tragrohr (4) ortsfest angeordnet sind und die Trennebene X-X durch einen zwischen den Motoren (1, 2) befindlichen Spalt (18) verläuft und innerhalb des Spaltes (18) eine Leiterplatte (19) für Teile der Steuerungselektronik der beiden Motoren (1, 2) angeordnet ist und im Spalt (18) senkrecht zur Mo­ torwelle (3) ein Befestigungsflansch (22) verläuft, der einstückig mit dem Lagertragrohr (4) ausgebildet ist.

2. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den beiden Seiten der Motorwelle (3) jeweils der Rotor eines der Motoren (1, 2) kraft- und/oder formschlüssig über eine Rotorbuchse (8, 9) befestigt ist.

3. Antriebseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Befestigungsflansch (22) aus einzelnen radialen, umfangsgemäß beabstandeten Speichen oder aus einem durchgehenden Flanschteller mit bereichsweise ausge­ bildeten Öffnungen für die Wickeldrahtdurchführungen besteht.

4. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenseite des Befestigungsflansches (22) zur Befestigung der Antriebseinheit an einem Gehäuse (24) Befestigungselemente (25) ausgebildet sind.

5. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Außenseite der Rotorwandungen (11) der Rotoren (7) Befestigungslaschen (26) vorgesehen sind, an denen Lüfterräder (27) befestigt sind.

6. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Außenseite der Rotorwandungen (11) der Rotoren (7) Lüfterräder (27) unmittelbar beispielsweise durch Aufschrumpfen bzw. durch Aufpressen befestigt sind.

7. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Motoren (1, 2) aufnehmendes Lüftergehäuse (24) eine mittlere Gehäusewandung (28) und eine linke und rechte Gehäusewandung (29, 30) sowie obere und untere Gehäusewandungen (31) besitzt und in den oberen und unteren Gehäusewandungen (31) Lufteintrittsöffnungen (32) ausgebildet sind.

8. Antriebseinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnungen (32) konzentrisch zur Motorwel­ le (3) angeordnet sind und die mittlere Wand (28) das Gehäuse (24) in zwei Gehäusehälften unterteilt, wobei in der mittleren Wand (28) eine mittlere Öffnung (33) vorhanden ist, in der die Motoren (1, 2) über den Be­ festigungsflansch (22) befestigt sind.