DE202005006043U1

DE202005006043U1 - Lüfterrad

Info

Publication number: DE202005006043U1
Application number: DE200520006043
Authority: DE
Original assignee: Ebm Papst Landshut GmbH
Current assignee: Ebm Papst Landshut GmbH
Priority date: 2005-04-14
Filing date: 2005-04-14
Publication date: 2005-08-18
Anticipated expiration: 2015-04-15
Also published as: US20060233646A1; DE502006008160D1; EP1712800A1; PT1712800E; ES2354656T3; ATE486223T1; EP1712800B1

Abstract

Lüfterrad (1) mit einer Nabe (2) sowie mit mehreren, sich von der Nabe (2) radial nach außen erstreckenden, Flügeln (4), und mit einem, koaxial zur Nabe (2) sowie radial zwischen der Nabe (2) und dem Außendurchmesser (6) des Lüfterrades (1) angeordneten Ring (7), dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (7) mehrere über dessen Umfang verteilte, definierte Befestigungspositionen (12) zur Anbringung mindestens eines Auswuchtgewichtes aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Lüfterrad mit einer Nabe sowie mit mehreren, sich von der Nabe radial nach außen erstreckenden Flügeln und mit einem koaxial zur Nabe sowie radial zwischen der Nabe und dem Außendurchmesser des Lüfterrades angeordneten Ring.
Gattungsgemäße Lüfterräder werden häufig zur Kühlung und Abführung der entstehenden Verlustwärme bei Elektromotoren sowie deren Elektronikbauteilen eingesetzt.
Ein gattungsgemäßes Lüfterrad ist beispielsweise aus der EP 0 761 979 A1 bekannt. Das Lüfterrad weist einen koaxial zur Nabe sowie radial zwischen der Nabe und dem Außendurchmesser des Lüfterrades angeordneten, Ring auf. Dieser trägt zur Stabilisierung des Lüfterrades und zur Versteifung der in Umfangsrichtung beabstandeten Flügel bei. Das bekannte Lüfterrad weist zusätzlich zu dem Ring einen zweiten Ring auf, der entlang des Aus sendurchmessers des Lüfterrades verläuft. Die Druckschrift erläutert nicht, wie Auswuchtgewichte an dem Lüfterrad angebracht werden können. Ein Auswuchten des Lüfterrades ist jedoch zur Verlängerung der Lebensdauer sowie zur Reduzierung von Laufgeräuschen wünschenswert.
Aus der DE 199 57 030 A1 ist ein rotierender Körper mit einem an dessen Außenumfang vorgesehenen Ring bekannt. Die Druckschrift lehrt, als Klammern ausgebildete Auswuchtgewichte an über den Umfang des Rings verteilten gekrümmten Befestigungsteilen zu befestigen.
Die DE 1 960 505 zeigt eine Einrichtung zum Auswuchten der Flügelräder von Luftgebläsen. Aus der Druckschrift ist es bekannt, in Umfangsrichtung verschiebbare Ausgleichgewichte an den Flügeln des Luftgebläses vorzusehen.
Weiterhin sind allgemein Lüfterräder mit einem am Außendurchmesser vorgesehenen Umfangsring bekannt, bei denen zu Auswuchtzwecken als Klammern ausgebildete Auswuchtgewichte an dem glatten Umfangsring angebracht werden. Nachteilig hierbei ist, dass die Klammern bei einer Beschleunigung des Lüfterrades in ihrer Lage verschoben werden können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Lüfterrad derart auszubilden, dass es zum einen stabil und zum anderen mit gutem Ergebnis auswuchtbar ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Der Erfindung liegt der Gedanke zu Grunde, Mittel zur definierten Befestigung von Ausgleichgewichten in unterschiedlichen Positionen an einem Stabilisierungs- bzw. Versteifungsring vorzusehen, der radial sowohl vom Außendurchmesser des Lüfterrades als auch von dessen Nabe beabstandet ist. Durch das Vorsehen der definierten Befestigungspositionen wird ein Verrutschen der Auswuchtgewichte in Umfangsrichtung, insbesondere bei der Beschleunigung des Lüfterrades, vermieden. Dadurch, dass die definierten Befestigungspositionen an dem Ring angebracht sind, können sie über den gesamten Umfang des Rings und damit des Lüfterrades verteilt werden, wodurch eine feinstufige Anbringung von Auswuchtgewichten möglich ist. Durch das Vorsehen der definierten Befestigungspositionen an dem Ring werden Stabilisierungs- sowie Auswuchtfunktion mit nur einem gemeinsamen Bauteil erreicht.
Es werden durch das Anordnen der Befestigungspositionen an dem vom Außendurchmesser beabstandeten Ring gute Auswuchtergebnisse erzielt. Die erzielbaren Ergebnisse sind sogar genauer als bei Anordnung der Auswuchtgewichte am Außenumfang. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die negativen Auswirkungen von Gewichtstoleranzen der Auswuchtgewichte auf das Auswuchtergebnis weniger stark ins Gewicht fallen, als wenn die Auswuchtgewichte am Außendurchmesser des Lüfterrades befestigt würden.
Dadurch, dass die Befestigungspositionen nicht an den Flügeln vorgesehen sind und ein vom Außenumfang beabstandeter Stabilisierungsring vorgesehen ist, wird das Risiko einer Deformierung oder Beschädigung der Flügel beim Anbringen der Auswuchtgewichte erheblich reduziert.
Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung wird dadurch bereitgestellt, dass die definierten Befestigungspositionen von einer Profilierung des Rings gebildet sind. Wenn das Lüfterrad als Spritzgussteil aus Kunststoff hergestellt wird, kann die Profilierung unmittelbar bei der Herstellung des Lüfterrades angeformt werden.
Es ist von Vorteil, wenn die Profilierung des Rings, zumindest in Umfangsabschnitten, als Sägezahnprofilierung ausgebildet ist. Dabei sollten die Winkel sämtlicher Flanken zum Ring gleich groß sein. Zwischen die Sägezähne kann beispielsweise ein als Klammer ausgebildetes Auswuchtgewicht geklemmt werden. Aufgrund der schrägen Flanken der Profilierung ist ein Verschieben der Klammer in Umfangsrichtung nicht möglich. Eine weitere Befestigungsmöglichkeit besteht darin, die Auswuchtgewichte formkomplementär zu der Profilierung auszubilden, um einen verbesserten Formschluss zwischen Profilierung und Auswuchtgewichten zu erreichen.
Vorteilhafterweise ist die Profilierung auf der Außenseite des Rings vorgesehen. Aufgrund des großen Umfangs an der Außenseite des Rings können eine Vielzahl von definierten Befestigungspositionen am Ring vorgesehen werden. Selbstverständlich ist es auch denkbar, zusätzlich oder alternativ eine Profilierung an der der Nabe zugewandten Seite des Rings und/oder an dessen Seitenflächen vorzusehen.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Befestigungspositionen als über den Umfang des Rings verteilte Befestigungsbohrungen auszubilden. Bei entsprechender Ausbildung der Auswuchtgewichte können diese in die Bohrungen eingeführt und darin befestigt werden. Somit wird ein nachträgliches Verschieben der Auswuchtgewichte vermieden.
Die Auswuchtgewichte können auch in über den Umfang des Rings verteilte Aufnahmetaschen aufgenommen werden.
Möglichst viele Befestigungspositionen für Auswuchtgewichte können vorgesehen werden, wenn der Ring in Umfangsrichtung geschlossen ist.
Versuche haben gezeigt, dass ein besonders guter Kompromiss zwischen optimaler Versteifung und optimalen Auswuchtergebnissen erzielt wird, wenn der Durchmesser des Rings etwa dem halben Lüfterraddurchmesser entspricht.
Eine gute Förderleistung wird erreicht, wenn sich die Flügel durchgehend von der Nabe bis zum Außendurchmesser des Lüfterrades erstrecken. Je nach Anwendungsfall ist es jedoch auch denkbar, dass die Flügel in zwei Gruppen von Flügeln unterteilt sind, nämlich in eine erste Gruppe von Flügeln, die sich radial zwischen der Nabe und dem Ring erstreckt, und in eine zweite Gruppe, die sich radial zwischen dem Ring und dem Außendurchmesser des Lüfterrades erstreckt. Dabei können die Flügel unterschiedlicher Gruppen in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet sein.
Bei einer Vielzahl von Anwendungsfällen ist es von Vorteil, wenn die Flügel direkt an der Welle eines Elektromotors angebracht sind, wenn also die Nabe von der Welle gebildet wird. Hierdurch kann das Lüfterrad besonders einfach einstückig mit der Welle ausgebildet werden, wodurch das Vorsehen einer separaten Nabe vermieden wird.
Um herauszufinden, an welcher Befestigungsposition mit einem Auswuchtgewicht die beste Auswuchtwirkung erzielt wird, ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass das Ausgleichgewicht lösbar befestigbar, also beispielsweise als aufbiegbare Klammer ausgebildet ist.
Um einen guten Formschluss zwischen Profilierung und Auswuchtgewicht zu bewirken, ist vorgesehen, dass das Auswuchtgewicht formkomplementär zu einem Umfangsabschnitt der Profilierung ausgebildet ist.
Aus Stabilisierungs- und Steifigkeitsgründen kann es von Vorteil sein, zusätzlich zu dem Ring einen weiteren, koaxial zu dem Ring angeordneten Ring vorzusehen. Dieser zweite Ring wird im Idealfall am Außendurchmesser des Lüfterrades angeordnet.
Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf das in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiel näher erläutert. In den Figuren zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßes Lüfterrades, und
2 ein vergrößertes Detail der 1.
In 1 ist ein Lüfterrad 1 aus Kunststoff dargestellt. Das Lüfterrad 1 kann beispielsweise zur Kühlung von Elektromotoren und deren elektronischen Bauteilen eingesetzt werden. Dazu wird das Lüfterrad 1 mit einer im Zentrum einer Nabe 2 angeordneten, sich axial erstreckenden Montageöffnung 3 auf die Welle eines Motors gesteckt und gegen Verdrehen relativ zur Welle gesichert.
Das Lüfterrad 1 weist fünf gleichmäßig über den Umfang verteilte, sich von der Nabe 2 radial nach außen erstreckende Flügel 4 auf. Sämtliche Flügel 4 sind identisch gestaltet, in Umfangsrichtung gekrümmt und in einem Winkel zur Mittelachse 5 des Lüfterrades 1 angestellt.
Zur Stabilisierung und Versteifung der Flügel 4 ist ein einstückig mit den Flügeln 4 ausgebildeter, geschlossener Ring 7 vorgesehen. Der flache, kreisförmige Ring 7 erstreckt sich in Umfangsrichtung und ist koaxial zur Nabe 2 sowie radial zwischen der Nabe 2 und dem Außendurchmesser 6 des Lüfterrades 1 angeordnet. Der Ring 7 kann sich unmittelbar benachbart der Flügel auf etwa die Breite der Flügel 4 verbreitern, wodurch die Stabilität und die Bruchsicherheit des Lüfterrades 1 erhöht wird. Der Durchmesser des Rings 7 entspricht im dargestellten Ausführungsbeispiel etwa dem halben Lüfterraddurchmesser, kann aber in Abhängigkeit des Raddurchmessers auch kleiner oder größer gewählt werden.
An seiner Außenseite 8 ist der Ring 7 mit einer sägezahnartigen Profilierung 9 mit sich in Umfangsrichtung abwechselnden Zähnen 10 und Zahnlücken 11 versehen. Die Zahnlücken 11 definieren Befestigungspositionen 12 zur Anbringung von nicht dargestellten Auswuchtgewichten. Als Auswuchtgewichte können beispielsweise Metallklammern verwendet werden, die in seitlich eine oder mehrere Zahnlücken 11 eingeschoben werden und an der Innenseite 13 sowie an der Außenseite 8 des Rings 7 anliegen und diesen dadurch klemmen. Durch das Vorsehen der Befestigungspositionen wird ein Verschieben der Auswuchtgewichte in Umfangsrichtung vermieden.
Die Profilierung 9 ist derart ausgebildet, dass die Zähne 10 gleichschenklige Dreiecke bilden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Auswuchtgewichte zur Herstellung eines Formschlusses mit dem Ring 7, zumindest in Teilabschnitten, formkomplementär zu der Profilierung 9 ausgebildet sind, also im vorliegenden Fall mindestens einen Zahn 10 oder eine Zahnlücke 11 aufweisen.
Die Profilierung 9 ist ausschließlich an sich zwischen den Flügeln 4 erstreckenden Umfangsabschnitten 14 des Rings 7 vorgesehen.
Die Flügel 4 des Lüfterrades 1 erstrecken sich durchgehend von der Nabe 2 bis zum Außendurchmesser 6 des Lüfterrades 1. Entlang des Außenumfangs des Lüfterrades 1 verläuft ein zweiter, geschlossener Ring 15. Dieser erhöht zusätzlich die Stabilität und die Steifigkeit des Lüfterrades 1 und schließt dieses radial nach außen hin ab.
In 2 ist ein Ausschnitt des Lüfterrades 1 vergrößert dargestellt. Zu erkennen ist die sägezahnartige Profilierung 9 am Ring 7 mit den sich in Umfangsrichtung abwechselnden Zähnen 10 und Zahnlücken 11. Die Tiefe der Zahnlücken 11 entspricht etwa einem Viertel der Dicke des Rings 7.

1: Lüfterrad
2: Nabe
3: Montageöffnung
4: Flügel
5: Mittelachse
6: Außendurchmesser
7: Ring
8: Außenseite des Rings 7
9: Profilierung
10: Zähne
11: Zahnlücken
12: Befestigungspositionen
13: Innenseite des Rings 7
14: Umfangsabschnitte
15: zweiter Ring

Claims

Lüfterrad (1) mit einer Nabe (2) sowie mit mehreren, sich von der Nabe (2) radial nach außen erstreckenden, Flügeln (4), und mit einem, koaxial zur Nabe (2) sowie radial zwischen der Nabe (2) und dem Außendurchmesser (6) des Lüfterrades (1) angeordneten Ring (7), dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (7) mehrere über dessen Umfang verteilte, definierte Befestigungspositionen (12) zur Anbringung mindestens eines Auswuchtgewichtes aufweist.
Lüfterrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungspositionen (12) durch eine Profilierung (9) des Rings (7) gebildet sind.
Lüfterrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilierung (9) ausschließlich zwischen den in Umfangsrichtung beabstandeten Flügeln (4) vorgesehen ist.
Lüfterrad nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilierung (9) des Rings, zumindest in Umfangsabschnitten, als Sägezahnprofilierung ausgebildet ist.
Lüfterrad nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilierung (9) auf der Außenseite (8) des Rings vorgesehen ist.
Lüfterrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungspositionen (12) durch über den Umfang des Rings (7) verteilte Befestigungsbohrungen gebildet sind.
Lüfterrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungspositionen (12) durch über den Umfang des Rings (7) verteilte Aufnahmetaschen gebildet sind.
Lüfterrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (7) in Umfangsrichtung geschlossen ist.
Lüfterrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Rings (7) dem halben Lüfterraddurchmesser entspricht.
Lüfterrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Flügel (4) durchgehend von der Nabe (2) bis zum Außendurchmesser (6) des Lüfterrades (1) erstrecken.
Lüfterrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (2) als Welle, insbesondere eines Motors, ausgebildet ist.
Lüfterrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Ring (7) mindestens ein Auswuchtgewicht, insbesondere lösbar, befestigt ist.
Lüfterrad nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Auswuchtgewicht als Klammer ausgebildet ist.
Lüfterrad nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Auswuchtgewicht formkomplementär zu einem Umfangsabschnitt der Profilierung (9) ausgebildet ist.
Lüfterrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu dem Ring (7) ein weiterer, koaxial zu dem Ring (7) angeordneter, zweiter Ring (15) vorgesehen ist.
Lüfterrad nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite, insbesondere geschlossene, Ring (15) am Außendurchmesser des Lüfterrades angeordnet ist.