DE4343552C1 - Lüfter für eine elektrische Maschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Lüfter für eine elektrische Maschine, an dessen auf der Maschinenwelle verdrehfest gehaltenen Lüfterradnabe eine Tragscheibe mit ihren Lüfter­ flügeln angeordnet ist, wobei zwischen Lüfterradnabe und Maschinenwelle eine das Drehmoment übertragende Dämpfungsein­ richtung mit einer Dämpfungsschicht angeordnet ist.

Ein derartiger Lüfter mit einer einteiligen Lüfterradnabe ist durch das DE-GM 19 27 286 bekannt. Im bekannten Fall ist zwischen der Lüfterradnabe und der Maschinenwelle eine elastische Hülse angeordnet. Die Hülse dient primär dazu, daß die Lüfterradnabe ohne Zuhilfenahme besonderer Einrichtungen und Hilfsmittel beliebig oft mit der Motorwelle verbunden und wieder gelöst werden kann. Aufgrund ihrer Elastizität wirkt die Hülse in beschränktem Maße auch als Dämpfungseinrichtung.

Die Erfindung betrifft weiterhin einen Lüfter für eine elektrische Maschine, dessen Lüfterradnabe ein auf der Maschinenwelle verdrehfest gehaltenes Innenteil sowie ein Außenteil, an dem eine Tragscheibe mit ihren Lüfterflügeln angeordnet ist, aufweist, wobei zwischen Innenteil und Außen­ teil der Lüfterradnabe eine das Drehmoment übertragende Dämpfungseinrichtung mit einer Dämpfungsschicht angeordnet ist.

Ein derartiger Lüfter mit einer zweiteiligen Lüfterradnabe ist durch die DE 36 24 386 A1 bekannt. Im bekannten Fall werden für die Montage das Innenteil und das Außenteil der Lüfterradnabe durch eine stirnseitige Verbindungswand miteinander verbunden. Der vom Innenteil und vom Außenteil der Lüfterradnabe gebildete Zwischenraum ist dadurch einseitig geschlossen und kann dann mit einem aushärtbaren Dämpfungsmaterial ausgegossen werden. Die Verbindungswand wird nach dem Aushärten des Dämpfungsmaterials entfernt. Die Montage des Lüfters mit seiner Lüftungseinrichtung ist aufgrund der Aushärtezeit des Dämpfungsmaterials zeitaufwendig und wegen der Montage und der anschließenden Demontage der Verbindungswand relativ aufwendig.

Bei drehzahlveränderbaren umrichtergespeisten Motoren sind Motorspannung bzw. Motorstrom nicht exakt sinusförmig, sondern enthalten Oberwellen, die sich als Folge im Dreh­ moment abbilden. Diese Drehmomentwelligkeit führt zu Dreh­ schwingungen des Läufers bzw. des gesamten Antriebsstranges, die bei auf der Läuferwelle montierten Lüftern unerwünschte Schwingungen anregen können, falls die Frequenzen dieser Drehschwingungen Eigenfrequenzen des Lüfters treffen. Auch bei Generatoren, die von Verbrennungsmotoren angetrieben werden, treten an der Generatorwelle von der ungleichförmigen Kolbenbewegung des Verbrennungsmotors verursachte Schwingungen auf.

Während bei Festdrehzahlantrieben mit bekannter Anregungs­ frequenz der Lüfter hinsichtlich seiner Eigenfrequenz im allgemeinen so ausgelegt werden kann, daß es zu keiner Resonanz kommt, ist der Bereich der anregenden Frequenzen bei drehzahlveränderbaren Antrieben häufig so groß, daß es nicht praktikabel ist, die Eigenfrequenzen des Lüfters in einen Bereich zu verschieben, der außerhalb der Eigenfrequenzen liegt. In manchen Fällen sind auch die Drehschwingungen des gesamten Antriebsstranges nicht hinreichend genau bekannt, z. B. wenn sie aus angekoppelten Getrieben stammen.

Schwingungsanregungen des Lüfters im Bereich seiner Eigen­ resonanzen führen zu einer verstärkten Schallabstrahlung des Lüfters (Körperschall), die, insbesondere bei Fahrmotoren wegen der damit für die Fahrgäste und die Umgebung verbundenen Geräuschbelästigung, unerwünscht ist.

Zur Vermeidung von Luftschall ist es bekannt, die Lüfter­ flügel eines Lüfters für Fahrmotoren radial zu verdrillen. Diese Maßnahme führt auch zur Versteifung des Lüfters und damit zur Änderung seiner Eigenresonanzbereiche, so daß dadurch auch eine Reduzierung des Körperschalls erreicht wird. Bei Lüftern, die eine Deckscheibe aufweisen, ist es möglich, Streben zwischen der Deckscheibe und der Tragscheibe vorzusehen. Auch durch diese Maßnahme wird eine Versteifung des Lüfters und damit eine Reduzierung der Schallabstrahlung erzielt. Durch die Anordnung von Streben zwischen Deckscheibe und Tragscheibe steigt jedoch das Gewicht des Lüfters, wohin­ gegen sein Fördervolumen sinkt.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, bei einem Lüfter der jeweils eingangs genannten Art auf einfache und sichere Weise die störende Schallabstrahlung zu reduzieren, ohne die Förderleistung des Lüfters zu beeinträchtigen.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe erfolgt bei einem Lüfter mit einer einteiligen Lüfterradnabe jeweils für sich durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil der Ansprüche 1 oder 3 und bei einem Lüfter mit einer zweiteiligen Lüfterradnabe jeweils für sich durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil der Ansprüche 2, 4 oder 5.

Bei den erfindungsgemäßen Lüftern nach den Ansprüchen 1 oder 3 (einteilige Lüfterradnabe) bzw. nach den Ansprüchen 2, 4 oder 5 (zweiteilige Lüfterradnabe) werden durch Dämpfungseinrichtungen die Eigenresonanzfrequenzen der Lüfter in einen Bereich verlegt, in dem die Lüfter wesentlich geringer von den Drehschwingungen der Maschinenwelle angeregt werden. Durch diese Entkopplung der Lüfterschwingungen von den Drehschwingungen der Maschinenwelle werden in den Eigenresonanzbereichen der Lüfter die Schallabstrahlungen der Lüfter (Körperschall) stark reduziert. Darüber hinaus wird durch die Dämpfungseinrichtung jeweils auch im übrigen Frequenzbereich der Lüfterschwingungen eine Schwingungsdämpfung und damit eine Geräuschreduzierung erreicht.

Erfindungsgemäß ist die Dämpfungseinrichtung als Dämpfungsbuchse (Anspruch 1 bzw. 2) ausgebildet oder als Dämpfungseinrichtung sind wenigstens zwei Dämpfungssegmente vorgesehen (Anspruch 3 bzw. 4). Bei einem Lüfter mit einer sich radial nach außen erstreckenden Mitnehmerscheibe sind erfindungsgemäß zur Schwingungsentkopplung eine oder mehrere Dämpfungselemente vorgesehen, die zwischen der Tragscheibe des Lüfters und seiner Mitnehmerscheibe angeordnet sind (Anspruch 5).

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Lüfter nach Anspruch 2 im Längsschnitt,

Fig. 2 einen erfindungsgemäßen Lüfter nach Anspruch 7 im Längsschnitt.

Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Lüfter besteht aus einer zweiteiligen Lüfterradnabe 1, deren Innenteil 2 auf einer nicht dargestellten Maschinenwelle verdrehsicher gehalten ist und an deren Außenteil 3 eine Tragscheibe 4 einstückig ange­ formt ist. An der Tragscheibe 4 sind wiederum Lüfterflügel 5 einstückig angeformt. Zwischen Innenteil 2 und Außenteil 3 der Lüfterradnabe 1 ist eine das Drehmoment übertragende Dämpfungseinrichtung angeordnet.

Die Dämpfungseinrichtung umfaßt bei der in Fig. 1 dargestellten Lösung zwei Dämpfungsbuchsen 6 und 7. Die Dämpfungsbuchsen 6 und 7 bestehen jeweils aus einem Innenring 8 bzw. 9 und einem Außenring 10 bzw. 11 sowie einer dazwischenliegenden Dämpfungsschicht 12 bzw. 13. Die Innenringe 8 und 9 sitzen verdrehfest auf dem Innenteil 2 der Lüfterradnabe 1, wohingegen die Außenringe 10 und 11 verdrehfest mit dem Außenteil 3 der Lüfterradnabe 1 verbunden sind.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Lösung ist am Innenteil 2 der Lüfterradnabe 1 eine sich radial nach außen erstreckende Mitnehmerscheibe 14 einstückig angeformt. Die Dämpfungseinrichtung ist hierbei als in Umfangsrichtung geschlossenes Dämpfungselement 15 ausgebildet, das zwischen Tragscheibe 4 und Mitnehmerscheibe 14 angeordnet ist.

Zum einfachen Ausgleichen von geringen Exzentrizitäten zwischen dem Innenteil 2 und dem Außenteil 3 der Lüfterrad­ nabe 1 ist zwischen dem Innenteil 2 und dem Außenteil 3 eine Gleitbuchse 16 vorgesehen.

Anstelle der in Fig. 1 dargestellten Dämpfungsbuchsen 6 und 7 bzw. des in Fig. 2 gezeigten, in Umfangsrichtung geschlossenen Dämpfungselementes 15 kann die Dämpfungseinrichtung auch wenigstens zwei Dämpfungssegmente mit jeweils einem Innensegment und einem Außensegment sowie einer dazwischen­ liegenden Dämpfungsschicht umfassen. In diesem Fall sind die Innensegmente verdrehfest auf der Maschinenwelle befestigt und die Außensegmente verdrehfest mit der Lüfterradnabe 1 verbunden.

Unabhängig von der gewählten Dämpfungseinrichtung sind die von der Maschinenwelle ausgehenden Schwingungen von den Eigenschwingungen des Lüfters entkoppelt. Gleichzeitig wird durch die Dämpfungseinrichtung auch im übrigen Frequenzbereich der Lüfterschwingungen eine Schwingungsdämpfung und damit eine Geräuschreduzierung erzielt.

Claims (5)

1. Lüfter für eine elektrische Maschine, an dessen auf der Maschinenwelle verdrehfest gehaltenen Lüfterradnabe eine Tragscheibe mit ihren Lüfterflügeln angeordnet ist, wobei zwischen Lüfterradnabe und Maschinenwelle eine das Drehmoment übertragende Dämpfungseinrichtung mit einer Dämpfungsschicht angeordnet ist, dadurch gekennzeich­ net, daß die Dämpfungseinrichtung wenigstens eine Dämpfungsbuchse (6, 7) mit einem Innenring (8, 9) und einem Außenring (10, 11) sowie der dazwischenliegenden Dämpfungsschicht (12, 13) umfaßt, wobei der Innenring (8, 9) verdrehfest auf der Maschinenwelle sitzt und der Außenring (10, 11) verdrehfest mit der Lüfterradnabe (1) verbunden ist.

2. Lüfter für eine elektrische Maschine, dessen Lüfterradnabe ein auf der Maschinenwelle verdrehfest gehaltenes Innenteil sowie ein Außenteil, an dem eine Tragscheibe mit ihren Lüfterflügeln angeordnet ist, aufweist, wobei zwischen Innenteil und Außenteil der Lüfterradnabe eine das Drehmoment übertragende Dämpfungseinrichtung mit einer Dämpfungsschicht angeordnet ist, dadurch gekennzeich­ net, daß die Dämpfungseinrichtung wenigstens eine Dämpfungsbuchse (6, 7) mit einem Innenring (8, 9) und einem Außenring (10, 11) sowie der dazwischenliegenden Dämpfungsschicht (12, 13) umfaßt, wobei der Innenring (8, 9) verdrehfest auf dem Innenteil (2) der Lüfterradnabe (1) sitzt und der Außenring (10, 11) verdrehfest mit dem Außenteil (3) der Lüfterradnabe (1) verbunden ist.

3. Lüfter für eine elektrische Maschine, an dessen auf der Maschinenwelle verdrehfest gehaltenen Lüfterradnabe eine Tragscheibe mit ihren Lüfterflügeln angeordnet ist, wobei zwischen Lüfterradnabe und Maschinenwelle eine das Drehmoment übertragende Dämpfungseinrichtung mit einer Dämpfungsschicht angeordnet ist, dadurch gekennzeich­ net, daß die Dämpfungseinrichtung wenigstens zwei Dämpfungssegmente mit jeweils einem Innensegment und einem Außensegment sowie einer dazwischenliegenden Dämpfungsschicht umfaßt, wobei die Innensegmente verdrehfest auf der Maschinenwelle und die Außensegmente verdrehfest mit der Lüfterradnabe (1) verbunden sind.

4. Lüfter für eine elektrische Maschine, dessen Lüfterradnabe ein auf der Maschinenwelle verdrehfest gehaltenes Innenteil sowie ein Außenteil, an dem eine Tragscheibe mit ihren Lüfterflügeln angeordnet ist, aufweist, wobei zwischen Innenteil und Außenteil der Lüfterradnabe eine das Drehmoment übertragende Dämpfungseinrichtung mit einer Dämpfungsschicht angeordnet ist, dadurch gekennzeich­ net, daß die Dämpfungseinrichtung wenigstens zwei Dämpfungssegmente mit jeweils einem Innensegment und einem Außensegment sowie der dazwischenliegenden Dämpfungsschicht umfaßt, wobei die Innensegmente verdrehfest auf dem Innenteil (2) der Lüfterradnabe (1) sitzen und die Außensegmente verdrehfest mit dem Außenteil (3) der Lüfterradnabe verbunden sind.

5. Lüfter für eine elektrische Maschine, dessen Lüfterradnabe ein auf der Maschinenwelle verdrehfest gehaltenes Innenteil sowie ein Außenteil, an dem eine Tragscheibe mit ihren Lüfterflügeln angeordnet ist, aufweist, wobei zwischen Innenteil und Außenteil der Lüfterradnabe eine das Drehmoment übertragende Dämpfungseinrichtung mit einer Dämpfungsschicht angeordnet ist, dadurch gekennzeich­ net, daß die Dämpfungseinrichtung wenigstens ein Dämpfungselement (15) umfaßt, das zwischen der Tragscheibe (4) und einer sich radial nach außen erstreckenden, am Innenteil (2) der Lüfterradnabe (1) angeordneten Mitnehmerscheibe (14) angeordnet ist.