DE69309735T2

DE69309735T2 - Antischwingungsstützvorrichtung für ein Gebläse

Info

Publication number: DE69309735T2
Application number: DE69309735T
Authority: DE
Inventors: Renato Bortolin; Michele Olivero
Original assignee: Olivetti Canon Industriale SpA
Current assignee: Olivetti Canon Industriale SpA
Priority date: 1992-02-10
Filing date: 1993-02-03
Publication date: 1997-11-27
Anticipated expiration: 2013-02-04
Also published as: ITTO920100A0; IT1256858B; US5308224A; ITTO920100A1; DE69309735D1; JPH0694341A; EP0555983A1; EP0555983B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antischwingungsstützvorrichtung für ein Gebläse, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Spezieller bezieht sie sich auf eine Stützvorrichtung zur Verhinderung des Ubertragens von Schwingungen eines Rotors eines Elektromotors und eines Flügelrads des Gebläses auf die tragende Konstruktion.

Technischer Hintergrund der Erfindung

In Maschinen, wie Fotokopierern und Laserdruckern, ist es erforderlich innerhalb der Maschine eine Lüftung anzubringen, um die Wärme, die von gewissen Teilen der Maschine erzeugt wird, abzuführen. Für diesen Zweck werden Ventilatoren oder Gebläse verwendet. In diesen Maschinen sind die Flügelräder oft nicht genau im dynamischen Gleichgewicht, mit dem Ergebnis, daß Schwingungen erzeugt werden, die für eine gute Funktion der Maschine schädlich sind.
Die Vorrichtungen zum Dämpfen dieser Schwingungen nach dem Stand der Technik beinhalten die Verwendung von Dämpfungsmaterialien, wie Ringen oder Polsterkissen, aus speziellem Gummi, die zwischen dem Gebläse und der Stützkonstruktion angeordnet sind, um die Übertragung von Schwingungen zu verringern.
Ein Beispiel für diese Vorrichtungen kann man in dem Patent des Vereinigten Königreiches Nr. GB 1553218 finden, in welchem eine Vorrichtung mit einem Motor und einem motorbetriebenen Lüfter, der auf einer Platte montiert ist, offenbart ist. Die Platte ist wiederum mittels eines rückfedernden, schwingungshemmenden Bauglieds, das aus Gummi hergestellt ist, auf einer festen Anordnung angebracht.
Die Lösung, die von dieser Vorrichtung zur Verfügung gestellt wird, ist in technischer Hinsicht zufriedenstellend. Sie hat jedoch den Nachteil, daß sie teuer ist und die Konstruktion speziell angepaßter Teile, die aus einem speziellen Gummi hergestellt werden, und die Anpassung der Form und der Abmessungen an das Gebläse, für das sie konstruiert ist, erfordert.
In der deutschen Patentschrift Nr. DE 1454571, die dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entspricht, ist eine Vorrichtung, die einen Motor und einen motorbetriebenen Lüfter, welche in einem Gehäuse montiert sind, aufweist, offenbart. Das Gehäuse wiederum ist mittels Gummibälgen und -federungen in einer geräuschabsorbierenden starren Anordnung untergebracht. Dieses Dokument offenbart weder die bestmögliche geometrische Anordnung der Federung noch die Parameter, die benutzt werden sollten, um die Eigenschaften der Federung zu berechnen, um die Übertragung der Schwingungen wirksam zu verringern.
Auch in diesem Fall erfordern, obwohl die Lösungen nach dem Stand der Technik zufriedenstellend sind, diese die Konstruktion üblicherweise teurer, spezieller Gummiteile, und die Anpassung der Stützvorrichtung, die für dessen Stützung konstruiert ist, an die Form und Abmessungen des Gebläses.

Zusammenfassung der Erfindung

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen eine Stützvorrichtung für ein Gebläse zur Verfügung, die eine sehr einfache und leichte Konstruktion aufweist, und nicht die oben beschriebenen Nachteile zeigt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Gebläse oder der Lüfter, welche zur internen Ventilation eines Fotokopierers oder von etwas Ah nlichem verwendet werden, von dem Aufbau der Maschine mittels Federn, die zwischen dem Gebläsegehäuse und dem Maschinenaufbau aufgespannt sind, getrennt. Das verhindert die Übertragung von Schwingungen auf empfindliche Teile der Maschine.
Die Erfindung ist in den beigefügten Ansprüchen definiert, auf die nun Bezug genommen werden soll.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nun beispielhaft im Einzelnen beschrieben, wobei Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genommen wird. Es zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer Stützvorrichtung, welche eine Ausführungsform der Erfindung verkörpert;
Figur 2 eine graphische Darstellung der Stützvorrichtung von Fig. 1 von vom;
Figur 3 eine graphische Darstellung der Stützvorrichtung von Fig. 1 von oben.

Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform

Unter Bezugnahme auf die Figuren 1, 2 und 3 weist ein Gebläse 10 ein Gehäuse 12 auf, auf dem ein Flügelrad 14 rotiert, das Lamellen 16 aufweist, welche in axialer Richtung angeordnet sind.
Das Flügelrad 14 wird von einem Elektromotor 18 gedreht, der am Gehäuse 12 befestigt ist, wobei der Rotor direkt mit der Welle des Flügelrads verbunden ist.
Das Gehäuse 12 ist so geformt, daß es einen Luf tauslaß 20 und -einlaß 22 festlegt.
Die von dem Gebläse und seinem Motor gebildete Einheit wird zum Beispiel in einer Fotokopiermaschine in einem Laserdrucker verwendet, um eine interne Ventilation zu erzeugen, um die Temperatur der Arbeitsbauteile der Maschine zu stabilisieren.
Während der Rotation des Flügelrads des Gebläses und des Rotors des Motors werden zwei Haupttypen von Schwingungen erzeugt. Der erste Schwingungstyp wird durch Änderungen der Rotationsgeschwindigkeit der Flügelrad-Rotor-Einheit aufgrund von Unregelmäßigkeiten des Drehmoments, welches vom Motor zur Verfügung gestellt wird, und aufgrund von Unregelmäßigkeiten im Widerstand, hervorgerufen durch die Flügelradlamellen, verursacht.
Der zweite Schwingungstyp wird durch Konstruktionsfehler entweder des Rotors oder des Flügelrads mit dem Ergebnis verursacht, daß fehlerhaft ausgerichtete exzentrische Massen Schwingungen in radialer Richtung verursachen, wenn sie rotieren.
Folglich kann die Gebläse-Motor-Einheit oszillieren und Schwingungen auf die Anordnung des Fotokopierers Übertragen und die korrekte Funktion von empfindlichen Teilen und Präzisionsteilen innerhalb der Maschine, wie dem optischen System oder den Bildentwicklungseinrichtungen, stören.
Um dieses Problem zu lösen, wurde die Gebläse-Motor-Einheit von dem Aufbau der Maschine 24 mit Hilfe eines Systems schraubenartig gewundener Zugfedern 30, die zwischen dem Gehäuse 12 und einem starren Rahmen 32 der Maschine angebracht sind, getrennt.
In der Ausführungsform, die in den Zeichnungen gezeigt ist, werden vier schraubenartige Federn benutzt, zwei auf jeder Seite. Diese sind in vier Löchern A, B, C bzw. D einzeln auf einer Platte 34, die einen Teil des Gehäuses 12 bildet, wobei sie parallel zur Achse des Flügelrads 14 liegt, verankert; wobei sich diese Punkte in den Ecken eines Rechtecks befinden. Diese Federn 30 können gleiche mechanische Eigenschaften oder in gewissen Fällen voneinander verschiedene mechanische Eigenschaften aufweisen.
Um den Aufbau zu vereinfachen und die Kosten zu verringern wird man bevorzugt gleiche Federn verwenden. Es kann jedoch sein, daß das Gewicht des Motors 18, der an einem Ende 13 des Gehäuses 12 befestigt ist, größer ist, als das Gewicht des Gebläses.
Der Schwerpunkt der gesamten Einheit könnte deshalb in einer asymmetrischen Position, in Richtung auf den Motor hin verschoben, liegen.
In diesem Fall wird es notwendig sein, zwei Sätze von Federn zu benutzen, einen, der zum Beispiel aus zwei Sätzen von Federn auf der Motorseite besteht, dessen Steifigkeit einen bestimmten Wert aufweist, und einen anderen, der zum Beispiel aus zwei Federn besteht, die am entgegengesetzten Ende des Gehäuses 12 montiert sind, dessen Steifigkeit einen geringeren Wert als den vorhergehenden aufweist.
Die Steifigkeit und Abmessungen der Federn sind so bestimmt, daß die Motor-Gebläse-Einheit in einer Position aufgehängt ist, die näherungsweise in der Nähe und parallel zu der Position liegt, welche sie annehmen würde, wenn sie starr am Rahmen befestigt wäre. Man fand heraus, daß die beste Position für die Aufhängung des Gebläses 10, um die Übertragung der Schwingungen auf ein Minimum zu verringern, diejenige ist, bei der die Enden der Federn, die am Gebläse befestigt sind, sich auf einem um einen Abstand "a" (Fig.2), der nicht mehr als 7 mm beträgt, niedrigeren Niveau befinden, als die Enden, die am Rahmen 32 befestigt sind.
Auf eine entsprechende Weise ordnen sich die zwei Paare von Federn selbst symmetrisch an, wobei ihre Achsen in einer vertikalen Ebene bezüglich einer horizontalen geraden Linie um einen Winkel 5º zwischen 5º und 15º geneigt sind. Der Winkel α beträgt bevorzugt näherungsweise 10º.
Außerdem sind die Federn jedes Paares, um die Radialkomponente der Schwingungen der Motor-Gebläse-Einheit in einer horizontalen Ebene zu kompensieren, in einer auseinanderstrebenden Weise aufgespannt, so daß sie miteinander einen Winkel β zwischen 10º und 300º (Fig.3) bilden.
Im allgemeinen läßt man P das Gesamtgewicht des Gebläses 10 und des Motors 18 sein, n die Anzahl der Federn, die für das Abstützen der Einheit verwendet werden, und α und β die oben definierten Winkel.
Dann ist die Last C, die jede Feder bei der Verwendung tragen muß, gegeben durch die Gleichung:
C = KP/n
wobei K eine Zahl zwischen 4 und 11,5 ist, die dem Reziproken des Produkts sin α cos β entspricht.
Jede der Federn sollte bevorzugt mit einer Last, die zwischen 15% und 25% der Maximallast entspricht, für die sie in der Stützposition vorgesehen ist, vorbelastet sein.
Die Ausdehnung δL der Feder unter Maximallast ist geeignet mit zwischen 35% und 45% der Anfangslänge der Feder im unbelasteten Zustand ausgelegt.
Es erfolgten Massungen der maximalen Schwingungsamplitude, die auf die Linse eines Photokopierers Übertragen wurde, wobei ein Beispiel eines Gebläses, das auf zwei verschiedene Arten eingebaut war verwendet wurde:
im Fall A ist das Gebläse auf herkömmliche Art mit eingeschobenen Gummiblöcken eingebaut, während im Fall B das Gebläse mit einem Gesamtgewicht von P = 500 g, wie in den Zeichnungen ge zeigt, aufgehängt ist, mit vier identischen Federn, welche die folgenden Eigenschaften aufweisen:
Federdurchmesser 6 mm
Drahtdurchmesser 0,65 mm
Zahl der Windungen 12
Anfangslänge 19 mm
Ausdehnung δL 8 mm
Elastische Eigenschaft Km 83,2 mm.
Im Fall A weisen die Schwingungen, die vom Gebläse auf die Linse Übertragen werden, eine Amplitude von etwa 20 µm auf, während im Fall B die Gebläse-Motor-Einheit in einer Position angeordnet ist, in der die Federn einen Winkel α von etwa 10º 8 bilden und die Schwingungen der Linse auf eine Amplitude von 0,4 µm verringert sind, oder auf ein fünfzigstel derjenigen, die für Fall A zutrifft.

Claims

1. Antischwingungsstützvorrichtung für ein Gebläse (10), das auf eine starre Anordnung (32) montiert ist&sub1; wobei das Gebläse ein Gehäuse (12), ein Flügelrad (32) mit Lamellen (16), das in dem Gehäuse rotiert, und einen Motor (18), der so auf dem Gehäuse montiert ist, daß er das Flügelrad dreht, aufweist, und wobei die Stützvorrichtung elastische Einrichtungen umfaßt, welche das Gehäuse des Gebläses mit der starren Anordnung verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Einrichtungen zwei Sätze von Federn (30) umfassen, die an entgegengesetzten Enden des Gehäuses montiert sind, wobei jede Feder mit ihrem ersten Ende an der Seite des Gehäuses und mit ihrem zweiten Ende an einem festen Punkt auf der starren Anordnung verankert ist, und wobei jede der Federn (30) so bemessen ist, daß, wenn das Gebläse sich in einer gestützten Position befindet, das erste Ende der Feder sich auf einem, um einen Abstand "a", der nicht mehr als 7 mm beträgt, niedrigeren Niveau befindet als das zweite Ende.

2. Antischwingungsstützvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Federn mit einer Dehnung δL zwischen 35% und 45% der anfänglichen Länge der Feder zwischen dem Gehäuse und der starren Anordnung aufgehängt ist.

3. Antischwingungsstützvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Längsachse jeder Feder, gemessen in einer vertikalen Ebene bezüglich einer horizontalen geraden Linie, einen Winkel α zwischen 5º und 15º bildet.

4. Antischwingungsstützvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel 10º beträgt.

5. Antischwingungsstützvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Federn Abmessungen aufweist, die es ihr ermöglichen, eine Last C zu tragen, die durch C=KP/n gegeben ist, wobei P das Gesamtgewicht des Gebläses, n die Gesamtzahl der Federn und K eine positive Zahl zwischen 4 und 11,5 ist.

6. Antischwingungsstützvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Sätze von Federn mindestens zwei Federn umfaßt, die miteinander, gemessen in einer horizontalen Ebene, einen Winkel β zwischen 10º und 30º bilden.