DE9012087U1 - Flachbauendes Kleingebläse - Google Patents

Flachbauendes Kleingebläse

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Description

EISENFÜHR, SPEISER & STRÄSSE
Bremen · Münche.i :
Paienianwaite
European Patent Attorneys
Dipl.-lng. Günther Eisenführ*
Dlpl.-Ing. Dieter K. Speiser·
Dlpl.-lng. Joachim Sirasse
Dr.-Ing. Werner W Rabus·
Dipl.-lng. Jürgen Brügge*
Dipl.-Chem. Dr. waiter Maiwald
Patentanwalt
Dipl.-lng. Jürgen Klinghardt *
Ihr Zeichen Unser Zeichen München
PAPST-MOTOREN GmbH & Co. KG P 7030 22. August 1990
Neuanmeldung
Flachbauendes Kleinaebläse
Die Erfindung betrifft ein flach bauendes Kleingebläse mit einem Gebläserad auf einer Motorachse und mit einem kollektorlosem Gleichstrommotor als Antrieb. Dieser Gleichstrommotor hat nur eine Spule auf einer Schaltungsplatine im Statorteil. Der Rotorteil weist einen axial magnetisierbaren Permanentmagneten auf.
Solche Gebläse sind aus der DE-OS 38 38 367 oder aus den deutschen Gebrauchsmustern G 87 02 271, G 87 14 988 bekannt.
Diese bekannten Gebläse zeichnen sich durch ein relativ kleines Volumen aus. Für verschiedene Anwendungsfälle, auch für Maßnahmen zur Minimierung der Schallübertragung des Gebläses an die Umgebung wird jedoch eine noch flachere Bauhöhe des Gebläses gefordert.
Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, ein solches Gebläse in axialer Richtung kompakter zu gestalten und gleichzeitig die Herstellkosten zu reduzieren.
Zvveibrückenstrasse IT · D-St)(K) München 2 ■ >eiefoi&igr; 089-222596 ■ Pax OH"- 229673 · Telex 522&Ogr;54· paid · Daiex-P 45HSXK)Zl l!>
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die im Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen. Diese betreffen eine Konfiguration von Gebläseantrieb und Gebläse, bei dem die radial gerichteten Schaufeln des Gebläses eine Drehrichtung in beiden Richtungen zulassen. Die Anordnung von Antriebsspule, Antriebselektronik und magnetischem Rückschluß wird axial kompakt gehalten durch Verwendung einer Lieterplatte mit gedruckter Schaltung, bei der Eisen als sog. Basismaterial verwendet wird.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus dem im folgenden beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten, in keiner Weise als Einschränkung der Erfindung zu verstehenden Ausführungsbeispiel, sowie aus den Unteransprüchen.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Kleingebläse mit
kollektorlosem Antriebsmotor,
Fig. 2 ein gegenüber Fig. 1 versetzt verlaufendes
Schnittbild,
Fig. 3 eine Explosionsdarstellung, aus der Einzelteile der
Fig. 2 besser erkennbar sind, und
Fig. 4 eine Schaltung zum Betreiben des Antriebsmotors
Figuren 1, 2 und 3 zeigen folgende Einzelheiten des Gebläses:
Ein Lüfterrad 2 wird durch eine Achse 13 gelagert und mit einem vierpoligen Permanentmagneten 15 angetrieben. Luft wird durch eine oberhalb der Achse 3 befindliche Öffnung 6a im Gehäuse 6 gesaugt und über radial gelegene Öffnungen 6b des Gehäuses 6 seitlich ausgeblasen.
Das Gehäuse kann mit einer einwärts oder auswärts gerichteten Schnappverbindung 43 (Fig. 2) bzw. 44 (Fig. 1) an einer Leiterplatte 1 befestigt sein. Die Leiterplatte 1 besteht ihrerseits aus Eisen als Basismaterial mit einer laminierten Isolationsschicht und aufgedruckten oder geätzten Leiterbahnen
18. Die Leiterbahnen 18 kontaktieren Bauelemente 17 der elektrischen Schaltung.
Die Leiterplatte 1 besitzt ferner Sicken oder Vertiefungen 40, in denen Permanentmagnete 16 plaziert sind. Durch das Feld dieser Magnete wird ein Arbeits-Permanentmagnet 15 des Lüfterrades 2 bei unbestromtem Antriebsmotor in eine definierte Startposition gebracht.
Leiterplatte 1 trägt weiterhin eine ovale oder ellipsenförmige Spule 10, welche aus einer bilfilaren Wicklung oder einer monofilaren Wicklung mit einer offenen Mittelanzapfung besteht. Die Spulendrahtenden sind an Verbindungspunkten 30, 31, 32, 34 (vgl. Fig. 3) festgelegt. Die Spule 10 umschließt ein Lagerrohr 12, welches die Achse 13 trägt und beispielsweise als Sinterformteil oder als Kunststofformteil ausgebildet ist. Das Lagerrohr 12 wird im Abstand zur Leiterplatte 1 von einem Stützbügel 11 zusätzlich gehalten, welcher mit seinen Endnoppen 21 in Aussparungen 20 der Leiterplatte 1 gesteckt ist.
Das Lüfterrad 2 ist mit einer üblichen Technik auf der Achse 13 befestigt. Der Stützbügel 11 besitzt eine zentral liegende Öffnung 11a zur Aufnahme eines oberen rohrförmigen Abschnittes 12a des Lagerrohres 12. Der Bügel 11 hat ferner verbreitete Füße 11b zur planen Auflage auf Leiterplatte 1. Die Spule 10 kann mit ihrer zentralen Öffnung genau um die Füße 11b des Haltebügels 11 gelegt werden. Aussparungen 23 ermöglichen formschlüssig eine Ausrichtung eines Fußes 22 des Lagerrohres 12 gegenüber der Leiterplatte 1.
Die durch das Lagerrohr 12 gelagerte Achse 13 des Lüfterrades 2 trägt am unteren Ende einen Sicherungsring 5 und eine Spurkuppe 13a der Achse 13 läuft auf dem Lagerteil 3, welches praktisch ständig die von Arbeitsmagnet 15 und Eisenrückschluß der Basisplatte 1 hervorgerufene axial gerichtete Kraft auffängt.
Das Lagerteil 3 wird vorzugsweise in Schnapptechnik eingesetzt und weist Schnappnasen 41 oder 25 auf, welche durch Aussparungen 42 greifen.
Bei Bestromung der Spule 10 entsteht ein Magnetfeld, welches innerhalb und außerhalb der Spule entgegengesetzte Polarität aufweist. Aufgrund der Abweichungen von der Kreisforin der Spule 10 stellt sich der Arbeitsmagnet 15 des Lüfterrades 2 je nach Vorzeichen des Spulenstromes in bekannter Weise so ein, daß seine Nordpoloberflächen zu den Südpolgebieten der Spule zeigen bzw. umgekehrt. Zur Verbesserung des Motorwirkungsgrades besitzt der 4-polige, axial magnetisierte Magnet 15 vorzugsweise eine Eisenrückschlußlatte 14.
Die Hilfsmagneten 16 sind so plaziert, daß beim Einschalten eine Drehbewegung des Lüfterrades 2 stattfindet. Gleichzeitig induziert der Arbeitsmagnet 15 in einem Teil der Spule 10 eine Spannung, so daß der Spulenstrom durch nachgeschaltete elektronische Schaltungen unterbrochen wird und das Gebläserad 2 frei weiterrotieren kann.
Nach einer Weile kehrt sich die Phasenlage der induzierten Spannung um, so daß die elektronische Schaltung erneut Spulenbestromung ermöglicht und sich das Gebläserad weiterdrehen kann. Ein Anlauf kann hierbei in beide Drehrichtungen erfolgen. Aus diesem Grund sind die Flügel des Lüfterrades 2 radial weisend angeordnet. In jeder Drehrichtung des Antriebsmotors wird Luft beschleunigt und eine gleiche Luftströmung erzeugt.
Einzelheiten der Schaltung zeigt die Fig. 4. Ein Transistor T3 liefert über Anschlußpunkte 30 und 32 eine Versorgungsspannung an einen Teil 66 der Spule 10.
Die Spannungsspitzen, die beim Abschalten dieses Spulenteils 66 entstehen, werden über eine Diode Dl reduziert. Ein Teil 67 der Spule 10 erzeugt in oben erwähnter Weise induzierte Spannungen, welche über den Anschlußpunkt 32 auf einen Transistor T2 gegeben
werden. Durch den Transistor T2 wird im geeigneten Zeitpunkt der Transistor T3 geöffnet oder gesperrt. Die Bauelemente Tl, Rl, R2 und R2 sowie Cl und die üblichen Bauelemente der insoweit bekannten Schaltung zu verbinden. Mit dieser Schaltungsanordnung ergeben sich geringe Geräuschwerte beim Betrieb des Gebläses. Mit anderen Schaltungen können unifilar gewickelte Spulen mit Mittelanzapfung verwendet werden. Eine solche Schaltungsvariante ist herste11technisch einfacher, ergibt jedoch überraschenderweise etwas höhere Motorgeräusche als in der erstgenannten Schaltungsvariante.
Eine Einstellung der gewünschten Gebläsedrehzahl wird über den Widerstand R3 und den Kondensator Cl vorgenommen.
Die genannten Schaltelemente können mit Ausnahme der Spulen und des Kondensators natürlich auch alle auf einem integrierten Schaltkreis (IC) zusammengefaßt sein.

Claims (1)

  1. Ansprüche
    Flachbauendes Kleingebläse mit Gebläserad auf einer Motorachse und mit kollektorlosem Gleichstrommotor mit nur einer Spule auf einer Schaltungsplatine im Statorteil sowie mit einem axial magnetisierten Permanentmagneten im Rotorteil,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Schaltungsplatine (1) eine gedruckte Schaltung mit den Elektronikbauteilen des Gebläseantriebs ist, welche aus einem Eisen-Basismaterial mit Isolierschicht besteht, die die Motorspule (10), ein Lagerrohr (12) und eine Stützvorrichtung (11) für das Lagerrohr (12) trägt, wobei das Gebläserad (2) durch den axial magnetisierten Permanentmagneten (15) angetrieben ist, welcher durch zumindest einen Hilfsmagneten (16) in einer Anlaufposition bringbar ist und wobei die Motorachse (13) mit einer Spurkuppe (13a) in einem Plastiklager (3) abgestützt ist.
    Kleingebläse nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Spule (10) oval oder ellipsenförmig ist.
    Zweibrückenstrasso 17 ■ D-SO(K) München 2 - [.-k-fon O89-222596 · P<ixOH'>-229673 -1tlex522054 paid ■ Daiex-P438fioo7:ii9
    3. Kleingebläse nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Motorachse (13) etwa in der Mitte der Spule (10) angeordnet ist.
    4. Kleingebläse nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das in beide Drehrichtungen anlauffähige Gebläserad (2) radial ausgerichtete Flügel (2a) aufweist, wobei die Luft axial angesaugt und radial ausgeblasen wird.
    5. Kleingebläse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß Gehäuseteile (6) und/oder Lagerteile (3, 11) mit in Öffnungen (20) oder Ausnehmungen (42) einschnappbare Nasen (21, 25) versehen sind.
    6. Kleingebläse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Lagerrohr (12) aus einem Sinterformteil oder einem Kunststofformteil besteht und in einer Aussparung (23, 42) der gedruckten Leiterplatte (1) drehfest eingesteckt und durch die als ein Plastik-Formteil ausgebildetes Stützvorrichtung (11) zusätzlich gehalten und zentriert ist.
    7. Kleingebläse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Stützvorrichtung (11) für das Lagerrohr (12) zugleich die Spule (10) zentriert und ausrichtet.
    8. Kleingebläse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die elektronischen Bauteile (Fig. 4) in einem integrierten Schaltkreis (IC) zusammengefaßt sind.
    9. Kleingebläse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Spule (10) aus einer bifilaren Wicklung oder einer Wicklung mit offener oder geschlossener Mittelanzapfung besteht.
    10. Kleingebläse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die gesamte Bauhöhe des Kleingebläses axial kleiner als 30 mm ist.
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