DE10223422A1

DE10223422A1 - Motor mit Lüfterrad

Info

Publication number: DE10223422A1
Application number: DE2002123422
Authority: DE
Inventors: Bernd Teipen
Original assignee: Hanning Elektro Werke GmbH and Co KG
Current assignee: Hanning Elektro Werke GmbH and Co KG
Priority date: 2002-05-25
Filing date: 2002-05-25
Publication date: 2003-12-18

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Motor mit Lüfterflügel auf der Motorwelle. Auf der Motorwelle ist ein kleiner, für eine Motorkühlung bei hoher Drehzahl ausreichender Lüfterflügel (12) fest angebracht. In axialer Verlängerung der Motorwelle (10) ist eine an die Motorwelle ankoppelbare Zusatzwelle (14) vorgesehen, auf der ein großer Lüfterflügel (16) befestigt ist und die durch die Motorwelle antreibbar und oberhalb einer vorgegebenen Motordrehzahl von der Motorwelle abkoppelbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Motor mit Lüfterflügel auf der Motorwelle.
Zur Kühlung von Elektromotoren oder anderen kühlungsbedürftigen Antriebsmaschinene werden vielfach Lüfterflügel oder Lüfterräder eingesetzt, die sich auf der Ausgangswelle des Motors befinden und direkt durch diesen angetrieben werden. Die Größe und Form der Lüfterflügel wird dem Kühlbedarf des Motors angepaßt.
Wenn Motoren mit unterschiedlichen Drehzahlen betrieben werden, bereitet die Dimensionierung der Lüfterflügel Schwierigkeiten. Ein Betrieb mit unterschiedlichen Drehzahlen ist aber in der Praxis durchaus üblich, beispielsweise bei Waschmaschinenantrieben mit kleiner Waschdrehzahl und hoher Schleuderdrehzahl. Wird das Lüfterrad hier für eine Motorkühlung bei der niedrigeren Drehzahl ausgelegt, so ist der Leistungsbedarf bei hohen Drehzahlen zu groß, und die Geräuschentwicklung steigt erheblich an. Wird das Lüfterrad andererseits für die hohe Drehzahl optimiert, also relativ klein gehalten, so ist die Kühlwirkung bei der niedrigen Drehzahl zu gering.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lüfterkühlung für Elektromotoren zu schaffen, die bei unterschiedlichen Motordrehzahlen die jeweils angemessene Kühlung bewirkt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Elektromotor der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß auf der Motorwelle ein kleines, für eine Motorkühlung bei hoher Drehzahl ausreichender Lüfterflügel fest angebracht ist, und daß in axialer Verlängerung der Motorwelle eine axial verschiebbare, an die Motorwelle ankoppelbare Zusatzwelle vorgesehen ist, auf der ein großer Lüfterflügel befestigt ist und die durch die Motorwelle antreibbar und oberhalb einer vorgegebenen Motordrehzahl von der Motorwelle abkoppelbar ist.

Bei dieser Lösung läuft der kleine Lüfterflügel ständig mit, und der größere Lüfterflügel wird nur bei niedrigen Drehzahlen zugeschaltet, während es bei höheren Drehzahlen abgekoppelt wird. Bei hohen Drehzahlen werden daher die erhöhte Geräuschentwicklung und der gesteigerte Leistungsbedarf für den Antrieb des größeren Lüfterflügel vermieden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die Zusatzwelle federnd gegen die Stirnfläche der Motorwelle für einen Kupplungseingriff zur gemeinsamen Drehung vorgespannt, und sie ist bei erhöhter Motordrehzahl gegen die Federwirkung durch den Staudruck des kleinen Lüfterflügels auskuppelbar.

Die Drehmomentübertragung zwischen den Stirnflächen kann über Reibungskräfte, z. B. über Gummibeläge an den Stirnflächen der Wellen erfolgen, oder auch über eine Verzahnung oder eine Riffelung der Stirnfläche.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Lüftersystems und veranschaulicht einen Betriebszustand mit angekoppeltem großem Lüfterrad;
Fig. 2 zeigt eine Betriebsstellung bei abgekoppeltem großen Lüfterrad.
Anschließend soll die Erfindung anhand von Fig. 1 und Fig. 2 näher erläutert werden. Die Zeichnungen sind zur Erleichterung des Verständnisses auf das notwendige Minimum reduziert. Mit 10 ist eine Motorwelle eines im übrigen nicht dargestellten Elektromotors bezeichnet. Auf der Motorwelle 10 ist ein kleiner Lüfterflügel 12 befestigt, der sich mit der Drehung der Motorwelle 10 ständig dreht. Der kleine Lüfterflügel 12 ist so bemessen, daß er im oberen Drehzahlbereich des Elektromotors für dessen Kühlung ausreicht. Auf einer in koaxialer Verlängerung der Motorwelle 10 vorgesehenen Zusatzwelle 14 ist ein großer Lüfterflügel 16 befestigt, der ausgelegt ist für eine Kühlung des Elektromotors im unteren Drehzahlbereich. Die Zusatzwelle ist in einem schematisch angedeuteten Lager 18 axial verschiebbar gelagert. Sie wird durch eine Druckfeder 20 in Richtung der Motorwelle 10 vorgespannt.
Fig. 1 zeigt die Situation, die sich bei niedriger Drehzahl des Motors einstellt und in der der große und der kleine Lüfterflügel 12,16 die Kühlung des Motors übernehmen.
In Fig. 1 ist daher gezeigt, daß die Zusatzwelle 14, die in Richtung der Motorwelle 10 durch die Druckfeder vorgespannt ist, mit ihrer Stirnfläche gegen die Stirnfläche der Motorwelle 10 anliegt. Bei der dargestellten Ausführungsform befindet sich an der Stirnfläche der Motorwelle 10 und/oder der Zusatzwelle 14 eine Reibfläche 22. Auf diese Weise ist die Motorwelle 10 in der Lage, die Zusatzwelle 14 in Drehrichtung mitzunehmen und damit den großen Lüfterflügel 16 zu drehen. Da der kleine Lüfterflügel 12 fest auf der Motorwelle 10 angebracht ist, laufen bei niedrigen Motordrehzahlen beide Flügel 12, 16 mit. Der kleine Lüfterflügel 12 wird in diese Betriebssituation zwar nicht benötigt, jedoch bereitet sein Betrieb keine Nachteile, da er bei niedrigen Motordrehzahlen nur verhältnismäßig geringe Luftmengen in Bewegung setzt.
Die Reibfläche 22 zur Verbindung der beiden Wellen 10, 14 ist hier nur als Beispiel zu verstehen. In Betracht kommen alle Arten von geeigneten Eingriffsgliedern, z. B. Verzahnungen, Riffelungen, Kupplungen, etc. Als geeignet erscheint u. a. auch eine Kegelkupplung mit einem Innenkonus an der einen Welle und einem Außenkonus an der anderen Welle. Welche Übertragungskräfte notwendig sind, muß der Erprobung in der Praxis überlassen bleiben. Die Dimensionierung erfolgt entsprechend den zu übertragenden Kräften.
Wenn der Motor andererseits mit hoher Drehzahl läuft, wäre das Mitlaufen des großen Lüfterflügels wegen der dadurch entstehenden Geräusche und Energieverluste nachteilig. Aus diesem Grund ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der kleine Lüfterflügel 12 einen solchen Staudruck entwickelt, daß er den fest auf der Zusatzwelle 14 angebrachten großen Lüfterflügel 16 zumindest so weit entgegen der Wirkung der Druckfeder 20 nach links in Fig. 2 verschiebt, daß die Eingriffsglieder an den Stirnseiten der Wellen 10, 14, verkörpert durch die dargestellten Reibflächen 22, außer Eingriff geraten. Die Motorkühlung wird in diesem Fall alleine durch den kleinen Lüfterflügel bewirkt. In diesem Betriebszustand wird der große Lüfterflügel allenfalls noch mit geringer Drehzahl durch die von dem kleinen Lüfterflügel erzeugte Strömung mitgenommen.

Claims

1. Motor mit Lüfterflügel auf der Motorwelle, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Motorwelle ein kleiner, für eine Motorkühlung bei hoher Drehzahl ausreichender Lüfterflügel (12) fest angebracht ist und daß in axialer Verlängerung der Motorwelle (10) eine axial verschiebbare, an die Motorwelle ankoppelbare Zusatzwelle (14) vorgesehen ist, auf der ein großer Lüfterflügel (16) befestigt ist und die durch die Motorwelle antreibbar und oberhalb einer vorgegebenen Motordrehzahl von der Motorwelle abkoppelbar ist.

2. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzwelle (14) federnd gegen die Motorwelle vorgespannt ist.

3. Motor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der kleine Lüfterflügel (12) derart gegenüber dem großen Lüfterflügel (16) angeordnet und ausgebildet ist, daß er den großen Lüfterflügel (16) zusammen mit der Zusatzwelle (14) bei höherer Drehzahl aus dem Eingriff mit der Motorwelle (10) vordrückt.

4. Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Wellen (10, 14) an ihren Stirnseiten kooperierende Eingriffsglieder aufweisen, die eine Drehmomentübertragung von der Motorwelle (10) auf die Zusatzwelle (14) gestatten.

5. Motor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffsglieder durch Reibflächen (22) auf wenigstens einer der beiden Stirnflächen gebildet werden.

6. Motor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffsglieder durch Riffelung der Stirnflächen gebildet werden.

7. Motor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffsglieder durch Kupplungsklauen gebildet werden.

8. Motor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffsglieder durch Teile einer Kegelkupplung gebildet werden.