Beschreibung:

Die Erfindung betrifft einen Ventilator, welcher sich insbesondere dadurch auszeichnet, dass seine Rotorwelle sowohl an einer ersten Seite als auch an einer entlang einer Rotationsachse gegenüberliegenden zweiten Seite durch ein jeweiliges Lager gegen eine jeweilige Stützstruktur gelagert ist, zwischen welchen eine Rotoreinheit des Ventilators angeordnet ist.

Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Ventilatoren und entsprechenden Ventilatoranordnungen bekannt. Insbesondere bei Axialvenilatoren aber auch Diagonalvenitlatoren ist zumeist vorgesehen, dass eine rotierbare Rotoreinheit des Ventilators mittels einer Rotorwelle fliegend über zwei Lager gelagert sind, welche in einem gemeinsamen Lagerrohr angeordnet sind.

Dabei umgibt das Lagerrohr die Rotorwelle und ist in Längsrichtung nur an einer Seite fixiert und an der gegenüberliegenden Seite frei. Bei der Rotation der Rotoreinheit entstehende Schwingungen müssen über die Rotorwelle auf das Lagerrohr übertragen und von dem Lagerrohr abgeleitet werden, welches den Schwingungen und Vibrationen entsprechend standhalten muss.

Im Hochleistungsbereich von Ventilatoren muss dann oft ein höherwertiges Material sowohl für das Lagerrohr als auch für ein Gehäuse, an welchem das Lagerrohr einseitig fixiert ist, eingesetzt werden, um nicht beschädigt zu werden.

Daher muss statt kostengünstigem und einfach zu verarbeitenden Kunststoff oftmals Metall oder ein anderes hochfestes Material verwendet werden, um einen sicheren Einsatz bei entsprechenden Drehzahlen rotordynamisch gewährleisten zu können, was jedoch entsprechend aufwändig und teuer ist.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile zu überwinden und einen Ventilator mit einem alternativen Aufbau bereitzustellen, bei welchem die im Hochleistungsbereich entstehenden Schwingungen einfach und kostengünstig abgeleitet werden können.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Erfindungsgemäß wird daher ein Ventilator vorgeschlagen, welcher eine um eine Rotationsachse rotierbare Rotoreinheit mit einer sich entlang der Rotationsachse erstreckenden Rotorwelle aufweist. Ferner weist der Ventilator an einer entlang der Rotationsachse ersten Seite der Rotoreinheit eine erste Stützstruktur und an einer entlang der Rotationsachse gegenüberliegenden und mithin entlang der Rotationsachse dazu beabstandeten zweiten Seite der Rotoreinheit eine zweite Stützstruktur auf. Die Rotorwelle ist an der ersten Seite mit einem ersten Lager an der ersten Stützstruktur und an der zweiten Seite mit einem zweiten Lager an der zweiten Stützstruktur gelagert. Bei dem Ventilator handelt es sich vorzugsweise um einen Axialventilator, wobei es sich auch um einen Diagonalventilator handeln kann.

Der Ventilator kann insbesondere ausgebildet sein, Luft an der ersten oder zweiten Seite anzusaugen und auf der jeweils gegenüberliegenden Seite oder orthogonal zu der Rotationsachse auszublasen. Wird Luft an der ersten oder zweiten Seite angesaugt oder ausgeblasen, ist die jeweilige Stützstruktur luftdurchlässig ausgebildet.

In einer vorteilhaften Weiterbildung weist die Rotoreinheit ein rotationsfest mit der Rotorwelle verbundenes Ventilatorrad auf, welches auch als Laufrad bezeichnet werden kann und vorzugsweise eine Vielzahl von sich in Radialrichtung erstreckenden und in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilten Flügeln bzw. Schaufeln aufweist, welche sich ausgehend von einem Innenring des Laufrades nach radialaußen erstrecken können.

Abweichend von aus dem Stand der Technik vorgesehenen Ventilatoren, sind die Lager zur Lagerung der Rotoreinheit bzw. des Ventilatorrades also nicht in einem gemeinsamen Lagerrohr bzw. nicht innerhalb des Ventilatorrades angeordnet, sondern jeweils an separaten entlang der Rotationsachse versetzten Stützstrukturen.

Die Lager können dabei entlang der Rotationsachse außerhalb einer Rotoreinheit liegen, welche insbesondere durch das Ventilatorrad und einen Rotor eines das Ventilatorrad antreibenden Elektromotors gebildet wird. Der Rotor des Elektromotors kann insbesondere Magneten und optional auch einen Rückschlussring aufweisen.

Zusätzlich kann auch ein sich in Radialrichtung von dem Rückschlussring zu der Rotorwelle erstreckendes Verbindungselement als Teil des Rotors oder der Rotoreinheit vorgesehen sein, welches auch integral mit dem Rück- schlussring ausgebildet sein kann, sodass dieser topfförmig ausgebildet sein kann.

Der Rückschlussring oder auch das vorzugsweise tellerförmige Verbindungselement kann über eine Welle-Nabe-Verbindung mit der Rotorwelle verbunden sein. Insbesondere, wenn ein Verbindungselement vorgesehen ist, kann dieses auch unmittelbar an die Rotationswelle angespritzt sein.

Daraus ergibt sich, dass das Ventilatorrad und/oder die gesamte Rotoreinheit, welche durch das Ventilatorrad und den Rotor gebildet sein kann, und deren Schwerpunkte entlang der Rotationsachse zwischen den Lagern und den sich durch die Lager ergebenden Lagerstellen liegen.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Lager und eine sich dadurch ergebende beidseitige Abstützung bzw. beidseitige Stützlagerung ist es möglich, hohe Steifigkeiten mit günstigen Materialien und einfachen Strukturen bereitzustellen.

Bei dem ersten und bei dem zweiten Lager handelt es sich vorzugweise jeweils um ein Radiallager. Eines der Lager kann dabei als Fest- und das andere Lager als Loslager vorgesehen sein.

Weiter weist der Ventilator vorzugsweise einen Motor mit dem insbesondere durch Magnete gebildeten Rotor zum rotatorischen Antrieb der Rotoreinheit auf. Der Rotor ist dabei selbst Teil der Rotoreinheit und ist rotationsfest mit der Rotorwelle verbunden. Die Verbindung des Rotors mit der Rotorwelle kann dabei über das bereits erläuterte Verbindungselement oder über die topfartige Ausbildung des Rückschlussrings hergestellt werden. Weiter ist der Rotor insbesondere entlang der Rotationsachse vollständig zwischen dem ersten Lager und dem zweiten Lager angeordnet.

Bei dem Motor handelt es sich insbesondere um einen Elektromotor, dessen Stator radial innerhalb des Rotors angeordnet sein kann, wobei der Stator ferner in Umfangsrichtung um eine nachfolgend erläuterte Rotationswelle angeordnet sein kann.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die erste Stützstruktur durch zumindest einen Einlaufsteg und vorzugsweise eine Vielzahl von Einlaufstegen gebildet wird. Dabei erstreckt sich der zumindest eine Einlaufsteg von der Rotationsachse in Radialrichtung nach außen. Sind mehrere Einlaufstege vorgesehen, erstrecken diese sich vorzugsweise von Radialinnen sternförmig nach Radialaußen.

Ebenso kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass die zweite Stützstruktur durch zumindest einen Auslaufsteg und vorzugsweise eine Vielzahl von Auslaufstegen gebildet wird. Dabei erstreckt sich der zumindest eine Auslaufsteg von der Rotationsachse in Radialrichtung nach außen. Sind mehrere Auslaufstege vorgesehen, erstrecken diese sich ebenfalls vorzugsweise von Radialinnen sternförmig nach Radialaußen.

Entsprechend kann vorgesehen sein, dass das erste Lager durch die Einlaufstege und das zweite Lager durch die Auslaufstege gestützt bzw. an diesen fixiert ist, sodass also die Einlauf- und Auslaufstege die jeweilige Stützstruktur für das jeweilige Lager bzw. für die dadurch abgestützte Rotorwelle und der Rotoreinheit bilden. Durch die Stützung mittels der Einlauf- bzw. Auslaufstege können Kräfte von den Lagern und insbesondere die Kräfte in Radialrichtung abgeleitet werden.

Ein jeweiliges typischerweise aus Innen- und Außenring bestehendes Lager kann zudem an seinem Außenring an den jeweiligen Stegen fixiert sein.

Ferner kann der Ventilator einen die Rotoreinheit in Umfangsrichtung um die Rotationsachse vollständig umlaufenden Gehäusering aufweisen. Soll Luft seitlich bzw. orthogonal zu der Rotationsachse ausgeblasen werden, kann dieser aber auch abschnittsweise luftdurchlässig ausgebildet sein. Ist ein solcher Gehäusering vorgesehen, sieht eine weitere vorteilhafte Variante vor, dass die erste Stützstruktur bzw. die Einlaufstege und/oder die zweite Stützstruktur bzw. die Auslaufstege jeweils an dem Gehäusering fixiert ist/sind und sich von dem Gehäusering und insbesondere in einer zu der Rotationsachse orthogonalen Ebene zu der Rotationsachse erstrecken.

Weiter kann die erste Stützstruktur an einem in Radialrichtung von der Rotationsachse beabstandeten Endabschnitt durch einen die Rotationsachse in Umlaufrichtung umlaufenden ersten Montagering fixiert oder einstückig verbunden sein, an welchem der Gehäusering fixiert ist. Zusätzlich oder alternativ ist die zweite Stützstruktur an einem in Radialrichtung von der Rotationsachse beabstandeten Endabschnitt durch einen die Rotationsachse in Umlaufrichtung umlaufenden zweiten Montagering fixiert oder einstückig verbunden, an welchem der Gehäusering fixiert ist.

Dabei kann der erste Montagering und/oder der zweite Montagering jeweils eine umlaufende Nut oder Fläche zur Aufnahme des Gehäuserings aufweisen, in bzw. an welcher der Gehäusering jeweils fixierbar ist.

Zur Aufnahme der Lager an den jeweiligen Stegen bzw. an der jeweiligen Stützstruktur kann die erste Stützstruktur eine die Rotationsachse umlaufende erste Lageraufnahme zur Aufnahme des ersten Lagers und/oder die zweite Stützstruktur eine die Rotationsachse umlaufende zweite Lageraufnahme zur Aufnahme des zweiten Lagers ausbilden. Die Lageraufnahme kann insbesondere topfförmig ausgebildet sein. Insbesondere ein Außenring des jeweiligen Lagers kann zudem in der jeweiligen Lageraufnahme fixiert sein.

Eine erste topfartige Lageraufnahme kann zudem dem Ventilatorrad zugewannt bzw. in Richtung des Ventilatorrades geöffnet sein. Eine zweite topfartige Lageraufnahme kann von dem Ventilatorrad abgewandt sein. An der ersten Seite und/oder an der zweiten Seite können zudem sich in Radialrichtung erstreckende Montageelemente vorgesehen sein, mit welchen der Ventilator an einer Ventilatoraufnahme fixierbar ist. Die Montageelemente sind hierbei vorzugsweise in Umfangsrichtung um die Rotationsachse gleichmäßig verteilt angeordnet. Weiter können die Montageelemente insbesondere durch sich nach radialaußen erstreckende Laschen gebildet sein.

Die Montageelemente können hierbei integral von den Einlauf- oder Auslaufstegen gebildet werden. Beispielsweise kann ein Teil einer Vielzahl von Einlauf- oder Auslaufstegen in Radialrichtung über den Gehäusering hinausstehen und radial außerhalb des Gehäuserings eine Lasche oder Öffnung als Montageelemente aufweisen oder ausbilden.

Alternativ können die Montageelemente auch integral mit dem Gehäusering oder dem ersten Montagering oder dem zweiten Montagering ausgebildet sein oder an diesen fixierbar sein.

Beispielsweise können für verschiedene Einbausituationen oder Verwendungszwecke verschiedenartig ausgebildete Montageelemente vorgesehen sein, welche abhängig von der jeweiligen Situation auswählbar und an einem der Montageringe oder dem Gehäusering vorsehbar sind.

Weiter kann der Gehäusering und/oder das Ventilatorrad und/oder die Einlaufstege und/oder die Auslaufstege und/oder der erste Montagering und/oder der zweite Montagering aus Kunststoff und vorzugsweise vollständig aus Kunststoff gebildet sein.

Zudem kann der Gehäusering und/oder das Ventilatorrad und/oder die Einlaufstege und/oder die Auslaufstege und/oder der erste Montagering und/oder der zweite Montagering in einem Kunststoff-Spritzgussverfahren gefertigt werden. Dabei können insbesondere die Einlaufstege, die erste Lageraufnahme und der zweite Montagering einstückig d.h. stoffschlüssig miteinander ausgebildet werden. Ebenso können insbesondere die Auslaufstege, die zweite Lageraufnahme und der zweite Montagering einstückig miteinander ausgebildet sein.

Abhängig von der Belastung können jedoch auch einzelne Komponenten aus anderen Materialien, wie beispielsweise Metall ausgebildet werden. Insbesondere können die Einlaufstege oder die Auslaufstege bzw. allgemein die erste oder die zweite Stützstruktur auf einer stärker belasteten Seite der Rotorwelle aus Metall gefertigt sein.

Die vorstehend offenbarten Merkmale sind beliebig kombinierbar, soweit dies technisch möglich ist und diese nicht im Widerspruch zueinander stehen.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht durch einen Ventilator;

Fig. 2 eine Aufsicht auf einen Ventilator.

Die Figuren sind beispielhaft schematisch. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren weisen auf gleiche funktionale und/oder strukturelle Merkmale hin.

Figur 1 zeigt einen als Axialventilator ausgebildeten Ventilator 1 im Querschnitt, wobei der in der Figur 2 aus einer Aufsicht gezeigte Ventilator 1 dem der Figur 1 entsprechen kann.

Der Ventilator 1 weist ein Laufrad 10 mit einer Vielzahl von in Umfangsrichtung U zueinander beanbstandet angeordneten und sich in Radialrichtung R nach außen erstreckenden Ventilatorschaufeln 11 auf. Das Laufrad 10 ist durch einen Motor rotatorisch um die Rotationsachse X antreibbar. Hierzu weist der Motor einen durch Magnete 31 gebildeten Rotor und einen Stator

33 sowie eine auf einer Leiterplatte 34 vorgesehene Motorelektronik auf, wobei die Magnete 31 über einen topfförmig ausgebildeten Rückschlussring 32 mit dem Ventilatorrad 10 verbunden sind, welcher selbst als Teil des Rotors gesehen werden kann. Das Ventilatorrad 10 und die Magnete 31 bilden mit dem topfförmigen Rückschlussring 32 eine Rotoreinheit, welche über den topfförmigen Rückschlussring 32 und eine Welle-Nabe-Verbindung

34 mit einer Rotorwelle 12 verbunden ist.

Durch den rotatorischen Antrieb des Ventilatorrades 10 um die Rotationsachse X über den Motor ist Luft von der ersten Seite A in Strömungsrichtung S zu der zweiten Seite B förderbar. Entsprechend ist die erste Seite A vorliegend auch als Ansaugseite und die zweite Seite B als Ausblasseite bezeichenbar.

Die Rotorwelle 12 ist vorliegend nicht in einem Lagerrohr gelagert, sondern, über zwei zueinander beabstandete Lagerpunkte welche jeweils entlang der Rotationsachse X von dem Ventilatorrad 10 bzw. der Rotoreinheit beab- standet sind. Hierfür ist ein erstes Lager 21 und ein zweites Lager 22 vorgesehen, an welchen die Rotorwelle 12 gelagert ist. Dabei werden die Lager 21 , 22 jeweils von einer eigenen sich nach radialaußen erstreckenden Stützstruktur gestützt.

An der ersten Seite A sind eine Vielzahl von Einlaufstegen 41 vorgesehen, welche die erste Stützstruktur bilden und sich von radialaußen in Radialrichtung R zu der Rotationsachse X erstrecken und das erste Lager 21 stützen. Weiter sind an der zweiten Seite B eine Vielzahl von Auslaufstegen 42 vorgesehen, welche die zweite Stützstruktur bilden und sich ebenfalls von radialaußen in Radialrichtung R zu der Rotationsachse X erstrecken und das zweite Lager 22 stützen. Dabei gehen die Einlaufstege 41 in einem Bereich um die Rotationsachse X in eine topfartig ausgebildete erste Lageraufnahme 46 über, in welcher das erste Lager 21 aufgenommen ist.

Ebenso gilt an der zweiten Seite B, dass die Auslaufstege 42 in einem Bereich um die Rotationsachse X in eine topfartig ausgebildete zweite Lageraufnahme 47 übergehen, in welcher das zweite Lager 22 aufgenommen ist.

Die ersten Einlaufstege 41 und die zweiten Auslaufstege 42 gehen jeweils in einen die Rotationsachse X in Umfangsrichtung U vollständig umlaufenden Montagering 44, 45 über.

Die Rotoreinheit bzw. das Ventilatorrad 10 ist in Umfangsrichtung U vollständig von einem Gehäusering 43 umgeben, welcher an der ersten Seite A an dem ersten Montagering 44 und an der zweiten Seite B an dem zweiten Montagering 45 fixiert ist.

Entsprechend sind das erste Lager 21 und das zweite Lager 22 über die jeweiligen Stege 41 , 42, den jeweiligen Montagering 44, 45 sowie den Gehäusering 43 miteinander verbunden, sodass die Rotorwelle 12 und die daran fixierte Rotoreinheit entlang der Rotationsachse X beidseitig und entlang der Rotationsachse X zu der Rotoreinheit beabstandet abgestützt werden.

Durch die beidseitige Abstützung wird eine hohe Steifigkeit erreicht, wobei insbesondere die Stege 41 , 42, die Lageraufnahmen 46, 47 und die Montageringe 44, 45 aus günstigen Materialien und insbesondere Kunststoff gebildet sein können.

Der in Figur 2 aus einer Aufsicht von der ersten Seite A gezeigte Ventilator 1 ist vereinfacht und insbesondere ohne die Rotoreinheit dargestellt. An dem durch den Außenumfang der Montageringe 44, 45 gebildeten Randbereich sind zur Befestigung des Ventilator 1 vorliegend vier in Umfangsrichtung U gleichmäßig um den Umfang des ersten Montagerings 44 verteilte Montageelemente 48 dargestellt, welche vorliegend beispielhaft integral mit dem ersten Montagering 44 ausgebildet sind. Durch die dargestellten Montageelemente 48 ist der Ventilator 48 in einfacherweise an einer Ventilatoraufnahme fixierbar.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.

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