Axiallüfter mit einem Aussenläufer-Antriebsmotor Die Erfindung betrifft einen Axiallüfter mit einem Aussenläufer-Antriebsmotor, dessen Aussenrotor einen Permanentmagneten aufweist. Aussenlaufer- Antriebsmotoren, z. B. zum Antrieb von Axia ! ! üftern, sind aus der EP-A, 0766370 (EP198 = EP-1011) bekannt.
Wirken auf einen derartigen Motor Stösse, so wirkt eine Kraft auf den Rotor und verschiebt diesen in axialer Richtung relativ zum Stator. Anschliessend bewegt sich der Rotor wieder in eine Normalstellung relativ zum Stator zurück. Während dieser axialen Bewegungen kann es sein, dass die Rotorwelle auf das Gehäuse aufschlägt und dabei störende Klappergeräusche verursacht.
Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, einen neuen Axiallüfter bereitzustellen.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe getost durch einen Axiallüfter mit einem Aussenläufer-Antriebsmotor, dessen mit einer Rotorwelle versehener Aussenrotor ein Lüfterrad antreibt und im Betrieb um einen Innenstator herum rotiert, wobei in dem Innenstator ein Lagertragrohr angeordnet ist, in dem ein Radial- Gleitlager angeordnet ist, welches die Welle des Aussenrotors lagert, und mit einem Axial-Gleitlager, welches zwischen einem freien Ende der Rotorwelle und einem stationären Gegenstück vorgesehen ist, welch letzteres ein Anlaufelement aufweist, das von einem Elastomer-Formstück getragen ist. Durch das Elastomer-Formstück und die angegebene Bauweise wird die Weiterleitung von Klappergeräuschen an das Lüftergehäuse gedämpft und reduziert.
Eine andere Lösung der gestellten Aufgabe ist Gegenstand des Anspruchs 26.
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten, in keiner Weise als Einschrankung der Erfindung zu verstehenden Ausführungsbeispielen, sowie aus den Unteransprüchen. Es zeigt : Fig. 1 einen stark vergrösserten Längsschnitt durch einen erfindungsgemässen Axiallüfter, Fig. 2 eine Draufsicht auf den Axia ! ! üfter der Fig. 1, gesehen in Richtung des Pfeiis Oder Fig. 1, Fig. 3 eine stark vergrösserten Ausschnitt aus Fig. 1 mit einem in Fig. 4 dargestellten Elastomer-Formstück, gesehen längs der Linie lil-lil der Fig. 4, Fig. 4 eine Draufsicht von oben auf das bei den Fig. 1 bis 3 verwendete Elastomer-Formstück, in sehr starker Vergrösserung, Fig. 5 eine erste Variante zu dem Lüfter der Fig. 1 bis 4, Fig. 6 eine zweite Variante zu dem Lüfter der Fig. 1 bis 4, Fig. 7 eine dritte Variante zu dem Lüfter der Fig. 1 bis 4, Fig. 8 einen Schnitt durch eine vierte Variante der Erfindung, gesehen längs der Linie VIII-VIII der Fig. 9, Fig. 9 eine Draufsicht, gesehen in Richtung des Pfeiles IX der Fig. 8, und Fig. 10 eine raumbildliche Darstellung des Elastomer-Formstücks der Fig. 8 und 9 mit darin befestigtem Anlaufelement 156.
Die Erfindung findet bevorzugt Anwendung bei sehr kleinen Lüftern, wie sie z. B. in Computern zur Kühlung des Prozessors verwendet werden, oder in Fahrzeugen zur Kühtung von Fahrzeugteilen. In Fig. 2 ist deshalb beispielhaft die Länge 1 cm angegeben, in Fig. 3 und 4 die Länge 1 mm. Im Massstab 1:1 wären Einzelheiten nicht darstellbar, weshalb vergrösserte Darstellungen verwendet werden müssen.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Axiallüfter 10. Dieser hat einen Aussenring 12, der zur Montage an einem (nicht dargestellten) Gerät oder dgl. dient. Im Aussenring 12 ist mittels einer gespannten Gummischnur 14, die zur Stossdämpfung dient, in der dargestellten Weise ein Kunststoff-Lüftergehäuse 16 elastisch aufgehängt, um die Weiterleitung von Stössen und Erschütterungen zu reduzieren. Dazu hat die Gummischnur 14 gleichmässig verteilte Einhängeste ! ! en 15 am Aussenring 12, und, zu diesen versetzt, gleichmässig verteilte Befestigungsstellen 17 am Lüftergehäuse 16. Zwischen Aussenring 12 und Luftleitring 18 ist ein Zwischenraum 19 vorgesehen, um eine freie Beweglichkeit des Lüftergehäuses 16 im Aussenring 12 sicherzustellen.
Das Lüftergehäuse 16 hat an seiner Peripherie einen Luftleitring 18, mit dem mittels drei Speichen 20 ein schalenförmiges Motortragteil 22 verbunden ist, das auch als Motorflansch bezeichnet wird und auf dem ein elektronisch kommutierter Motor 23 angeordnet ist. Das Tragteil 22 hat in seiner Mitte eine hohlzylindrische Aufnahme 24 für ein Lagertragrohr 26, in dem ein Sinterlager 28 durch Einpressen befestigt ist. Letzteres dient als Radial-Gleitlager für die Welle 30 eines Aussenrotors 32, dessen Rotorglocke 34 (aus Kunststoff) in der dargestellten Weise am oberen Ende der Welle 30 befestigt ist. An ihrer Peripherie hat die Rotorglocke 34 Lüfterflügel 36, welche die Luft in Richtung der Pfeile 38 fördern, a ! so in Fig. 1 nach unten. Dies bewirkt eine Reaktionskraft auf den Aussenrotor 32, die nach oben wirkt, also entgegengesetzt zu der in Fig. 1 und 3 dargestellten Kraft K.
In der Rotorglocke 34 ist durch Spritzguss ein Rückschlussring 40 aus Weicheisen befestigt, und in diesem ist ein Rotormagnet 42 befestigt, der radial magnetisiert ist, vgl. die EP-A, 0766370.
Das in Fig. 1 untere Ende der Rotorwelle 30 hat eine Ringnut 46 (Fig. 3), in der eine Sicherungsscheibe 48 befestigt ist. Diese hat einen geringen Abstand, z. B. 0, 2 mm, vom unteren Ende 50 des Sinterlagers 28 und verhindert dadurch grössere axiale Verschiebungen der Rotorwelle 30, wenn starke Beschleunigungen auf den Lüfter 10 einwirken.
Ferner hat die Rotorwelle 30 an ihrem freien Ende eine Rundung 54 (Fig. 3), die man auch als Spurkuppe bezeichnet, und die - als Axial-Gleitlager - gegen ein Anlaufelement 56 bzw. 156 (Fig. 8 bis 10) anliegt, z. B. in Form einer Anlaufscheibe aus Polyamid, der Molybdändisulfid als Schmiermittel zugesetzt ist.
Auf dem Lagertragrohr 26 ist aussen ein Klauenpolstator 60 in der dargestellten Weise befestigt, der zwei Klauenpolbleche 62,64 aufweist, zwischen denen sich eine Spule 66 befindet, die die Rotorwelle 30 umschlingt. Zum Aufbau des Stators 60 vergleiche die EP-A, 0766370, ebenso zur Arbeitsweise des elektronisch kommutierten Motors 23. Am Stator 60 ist unten eine Leiterplatte 68 befestigt, welche elektronische Bauelemente für den Motor (ECM) 23 trägt, z. B. einen (nicht dargestellten) Hall-IC.
Wie Fig. 1 zeigt, ist der Rotormagnet 42 hier relativ zu den Polblechen 62,64 axial nach oben versetzt, und dies bewirkt eine axiale magnetische Kraft K auf den Rotor 32 in Richtung nach unten, weil dieser von den Polblechen in Richtung nach unten gezogen wird. Die Kraft K presst die Spurkuppe 54 (Fig. 3) gegen die Anlaufscheibe 56.
Die Anlaufscheibe 56 ist gehalten in einer Formhöhlung 72 (Fig. 3) in der Mitte eines Elastomer-Formstücks 70. Diese Formhöhlung 72 hat unten in ihrer Mitte eine Erhöhung 74, die man auch als Sockel oder Piedestal bezeichnen könnte und auf der die Unterseite der Anlaufscheibe 56 aufliegt, vgl. Fig. 3. Wirkt ein Stoss nach unten auf den Rotor 32, so wird, sozusagen als erste Verteidigungslinie, der Sockel 74 elastisch zusammengepresst und dämpft dadurch den Stoss. Oben wird die Anlaufscheibe 56 gehalten durch einen Ringwulst 73.
Fig. 4 zeigt das Elastomer-Formstück 70 in der Draufsicht von oben. Es hat bei dieser Ausführungsform ein zentrales Teil 75, das die Anlaufscheibe 56 aufnimmt, und von diesem Teil 75 ragen speichenartig in Abständen von 120° drei Lappen 76 weg, zwischen denen sich Hohiräume 78 befinden. Insgesamt sieht das Teil 70 - in der Draufsicht - etwa aus wie ein Schiffspropeller. Die peripheren Teile der Lappen 76 sind in der dargestellten Weise zwischen dem Lüftergehäuse 16 und der Unterseite des Lagertragrohres 26 angeordnet. Das Lüftergehäuse 16 hat hierzu eine Ausnehmung 80, deren Grosse an das Formstück 70 angepasst ist. Die Ausnehmung 80 hat unten ein zentrales Loch 82, und darum herum drei gleichmässig verteilte Löcher 84, vgl. Fig. 2. Es hat sich gezeigt, dass solche Löcher die Schaiidämpfung weiter verbessern können.
Als Material für das Formstück 70 bzw. 170 (Fig. 8 bis 10) sind u. a. geeignet : MQ = Silikonkautschuk ; MFQ = Fluorsilikonkautschuk ; NR = Naturkautschuk NBR = Butandin-Acrylnitrilkautschuk ; PUR = Polyurethan; PUR-Elastomere Die Härte des verwendeten Polyurethan oder sonstigen Werkstoffs wird an die jeweilige Anwendung angepasst. Die optimale Härte kann nur durch Versuche ermittelt werden Schlägt die Welle 30 bei einem Stoss mit ihrer Spurkuppe 54 auf die Anlaufscheibe 56, so wird zuerst der Sockel 74 verformt. Anschliessend findet im Material des Formstücks 70, das ähn ! ich wie ein Puffer wirkt, eine innere Dämpfung statt, so dass der Stoss weitgehend absorbiert wird. Durch die innere Dämpfung im Formstück 70 werden die Schwingungen abgebaut bzw. in Wärme umgewandelt. Deshalb werden sie nur in einer stark abgeschwächten Form auf das Lüftergehäuse 16 weitergeleitet. Da dieses im wesentlichen aus Kunststoff besteht, wirkt es zusätzlich dämpfend, insgesamt wird auf diese Weise auch bei starken Erschütterungen und Stössen ein Klappern des Lüfters 10 weitgehend vermieden.
Durch die Hohiräume 80 wird erreicht, dass das Material des Formstücks 70 bei axialer Belastung seitlich ausweichen kann und deshalb das Formstück 70 trotz seiner geringen Grosse wie ein Puffer wirkt. Naturgemäss können derartige Hohiräume vielfältige Formen haben, und die Fig. 4 und 9 sind deshalb nur als bevorzugte Beispiele zu verstehen. Z. B. wird es in manchen Fällen auch genügen, ein Formstück 70 ohne solche Hohiräume zu verwenden, also ein Teil mit einer runden, im wesentlichen zylindrischen Form.
Bei den Varianten der Fig. 5 bis 7 werden für gleiche oder gleichwirkende Teile dieselben Bezugszeichen verwendet wie in Fig. 1 bis 4, und diese Teile werden nicht nochmals beschrieben.
Bei Fig. 5 ist ein Formstück 70'in die Ausnehmung 80 eingespritzt und unten an der zentralen Ausnehmung 82 durch eine Hinterschneidung verankert. Die Anlauf- scheibe 56 ist ähnlich befestigt wie bei den Fig. 1 bis 4, doch befindet sich unter ihr zusätzlich eine Ausnehmung 90, was die Schaitdämmung weiter verbessern kann.
Bei Fig. 6 hat das Formstück 70"einen Vorsprung bzw. Nippel 92, welcher bei der Montage nach unten in Richtung des Pfeiles 96 durch die zentrale Ausnehmung 82 gezogen wird und dort mittels seiner Ringnut 94 einrastet. Dies ermöglicht eine sehr einfache, automatisierte Montage.
Bei Fig. 7 wird das Formstück 70"' ebenfalls in die Ausnehmung 80 in Mehrkomponententechnik eingespritzt.
Die Fig. 8 bis 10 zeigen eine vierte Variante der Erfindung. Diese verwendet ein Elastomer-Formstück 170, das mit dem Formstück 70 der Fig. 4 weitgehend identisch ist und an seiner Stelle beim Motor nach den Fig. 1 bis 3 verwendet werden kann. Der Unterschied zu Fig. 4 liegt in der Formhöhlung 172, deren Aussenumfang 171 sich von unten nach oben in der dargestellten Weise etwas verjüngt, so dass es sehr einfach ist, eine Anlaufscheibe 156 (Fig. 10) in dieser Formhöhlung 172 maschinell zu montieren. An ihrem Boden 169 hat die Formhöhlung 172 in der Mitte eine Erhöhung 174, auf der - analog Fig. 3 - die Unterseite der Anlaufscheibe 156 (Fig. 10) aufliegt. Die Oberseite der Anlaufscheibe 156 wird festgehalten durch den oberen Rand 173 der Formhöhlung 172.
Das Formstück 170 hat bei Fig. 8 bis 10 ein zentrales Teil 175, das die Anlaufscheibe 156 aufnimmt, und von diesem Teil ragen in Abständen von 120° drei Teile 176 weg, zwischen denen sich Hohträume 178 befinden.
Der Vorteil der vierten Variante (Fig. 8 bis 10) ist die einfachere Befestigung der Anlaufscheibe 156. Die Wirkungsweise ist identisch mit der der vorhergehenden Ausführungsbeispiele.
Der Aussendurchmesser des in Fig. 9 dargestellten Teils 170 kann zum Beispiel 5, 5 mm betragen.
Insgesamt ergibt sich durch die Erfindung eine starke Geräuschverminderung, besonders bei mobilen Anwendungen. Bevorzugt verwendet wird die dargestellte Sandwich-Bauweise, doch sind im Rahmen der Erfindung vielfache Abwandlungen und Modifikationen möglich.
