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Dokumentenidentifikation DE10056773B4 12.01.2006
Titel Radiallüfter
Anmelder AEG Hausgeräte GmbH, 90429 Nürnberg, DE
Erfinder Schröder, Walter, Horgen, CH;
Stähli, Christian, Glarus, CH
DE-Anmeldedatum 16.11.2000
DE-Aktenzeichen 10056773
Offenlegungstag 06.06.2002
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 12.01.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.01.2006
IPC-Hauptklasse F04D 25/06(2006.01)A, F, I, ,  ,  ,   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Radiallüfter mit einem auf einer Abtriebswelle eines motorischen Antriebs angeordneten Flügelrad.

Derartige bekannte Radiallüfter kommen insbesondere bei Heißluft- oder Umluftgebläsen zum Einsatz, insbesondere in Gar- oder Backöfen. Das Flügelrad weist üblicherweise eine Zentralbohrung auf, sodass es auf die Abtriebswelle aufgeschoben und fixiert werden kann. Die Abtriebswelle weist eine längs verlaufende Mitnahmefläche im Bereich des Wellenendes auf. Dementsprechend ist die Zentralbohrung nicht kreisförmig, sondern sie weist ebenfalls einen Geradenabschnitt auf. Die Mitnehmerfläche muss präzise geschliffen werden, um Unwuchten des Flügelrads zu vermeiden. Insgesamt ist diese Befestigungsart aufwändig herzustellen. Zur Befestigung des Flügelrads wird eine Mutter, vorzugsweise eine Hutmutter auf das freie Ende der Abtriebswelle geschraubt und mit einem bestimmten Drehmoment angezogen. Um ein selbsttätiges Lösen dieser Schraubverbindung zu verhindern, ist das Befestigungsgewinde ein Linksgewinde. Dennoch kann es passieren, dass sich die Schraubverbindung bei dem Betrieb des Haushaltsgerätes lockert und Vibrationen und Geräusche verursacht. Um einen störungsfreien Rundlauf zu gewährleisten, müssen bei allen Bauteilen, insbesondere bei der Zentralbohrung des Lüfterrades enge Toleranzen eingehalten werden. Bereits kleine Abweichungen der Bauteile oder Montagefehler beeinträchtigen den Rundlauf des Radiallüfters, was sich störend bemerkbar macht und gegebenenfalls zum Lösen des Lüfterrades von der Abtriebswelle führen kann. Um das Lockern der Schraubverbindung wirksam zu verhindern, wären weitere Sicherheitsvorkehrungen erforderlich, die zusätzliche Kosten verursachen.

Aus der DE 42 29 038 A1, der DE 31 45 947 A1 und der DE 32 26 706 A1 sind Kühlvorrichtungen für Maschinen, Stromgeneratoren und Verbrennungsmaschinen bekannt, wobei wälzgelagerte Lüfterräder magnetisch kuppelbar sind.

Der Erfindung liegt daher das Problem zu Grunde, die genannten Nachteile zu vermeiden und den Zusammenbau eines Radiallüfters einfacher zu gestalten.

Zur Lösung dieses Problems ist bei einem Radiallüfter der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Flügelrad durch ein Magnetfeld auf der Abtriebswelle gehalten wird.

Das Flügelrad wird durch das Magnetfeld permanent fixiert, ohne dass weitere Sicherungsmaßnahmen erforderlich sind. Es kann insbesondere auf die Hutmutter verzichtet werden, außerdem entfallen Bearbeitungsvorgänge an der Abtriebswelle, die wesentlich einfacher und kostengünstiger gestaltet werden kann. Ein späteres Lockern des Flügelrades ist praktisch nicht möglich, da ständig die magnetische Kraft auf das Flügelrad einwirkt und dieses in der einmal gewählten Position fixiert. Diese magnetische Fixierung verringert auch Verletzungsgefahren während der Montage des Radiallüfters.

Zweckmäßig wird das Magnetfeld bei einem erfindungsgemäßen Radiallüfter durch einen möglichst starken Permanentmagneten erzeugt. Dafür kommen alle bekannten permanentmagnetischen Werkstoffe in Frage, wobei Eisenlegierungen bevorzugt werden. Permanentmagneten zeichnen sich durch eine gute Langzeitkonstanz der magnetischen Eigenschaften aus, sodass ein wartungsfreier Betrieb des Radiallüfters möglich ist.

Eine besonders sichere Fixierung und ein besonders guter Halt des Flügelrades wird erzielt, wenn der Magnet scheiben- und/oder ringförmig ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungsform kann der Magnet unmittelbar auf die Abtriebswelle aufgesteckt werden. Anschließend kann das Flügelrad auf das freie Ende der Abtriebswelle aufgesteckt und auf diese Weise automatisch zentriert werden. Eine Seitenfläche des Magneten liegt an dem Zentrum des Flügelrads an, sodass dieses durch das Magnetfeld auf der Abtriebswelle gehalten wird.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Abtriebswelle als Stufenwelle ausgebildet ist und eine Seitenfläche des Magneten an einer Stufenfläche anliegt. Eine derartige Stufenwelle weist vorzugsweise auf der antriebsnahen Seite der Abtriebswelle einen größeren Durchmesser als an ihrem freien Ende auf, sodass der ringförmige Magnet auf die Stufenwelle aufschiebbar ist und an der Stufenfläche anliegt, wodurch er automatisch positioniert wird.

Es kann auch vorgesehen sein, dass der Magnet über eine Presspassung klemmschlüssig mit der Abtriebswelle verbunden ist und/oder dass er auf der Abtriebswelle mittels eines Klebstoffes befestigt ist. Durch beide Maßnahmen wird der Magnet verliersicher auf der Abtriebswelle gehalten.

Bei einem erfindungsgemäßen Radiallüfter kann die Abtriebswelle selbst im Wesentlichen aus einem permanentmagnetischen Werkstoff, insbesondere aus einer Eisenlegierung hergestellt sein. Eine derartige Abtriebswelle weist selbst magnetische Eigenschaften auf, sodass das Anbringen eines separaten Magneten entfallen kann. Ein dazu passendes Flügelrad besteht zumindest in seinem Zentrum aus Metall, aus fertigungstechnischen Gründen werden jedoch aus Metallblech hergestellte Flügelräder bevorzugt, die aus einem Blech ausgestanzt werden. Die Abtriebswelle wird auf herkömmlichem Weg, zum Beispiel durch Drehen, hergestellt und erhält anschließend in einem Magnetisierungsprozess magnetische Eigenschaften. Die Abtriebswelle selbst ist ständig von einem Magnetfeld umgeben, das auf das Flügelrad einwirkt und dieses in einer einmal eingenommenen Position fixiert.

In einer alternativen Ausführungsform kann es auch vorgesehen sein, dass das Flügelrad zumindest in seinem Zentrum im Wesentlichen aus einem permanentmagnetischen Werkstoff, insbesondere aus einer Eisenlegierung hergestellt ist und die Abtriebswelle aus Metall besteht. Bei dieser Ausführung sind die Funktionen der Abtriebswelle und des Flügelrades verglichen mit dem vorigen Ausführungsbeispiel vertauscht, das heißt, dass das Flügelrad selbst magnetische Eigenschaften besitzt und nach dem Aufstecken auf die Abtriebswelle selbsttätig in dieser Position gehalten wird. Ein derartiges Flügelrad wird ebenfalls aus Blech ausgestanzt und anschließend in seinem Zentrumsbereich magnetisiert.

Bei erfindungsgemäßen Radiallüftern werden Magnete bevorzugt, die eine große Temperaturstabilität aufweisen. Diese ist erforderlich, damit der Radiallüfter auch bei erhöhten Temperaturen einsetzbar ist. Neben der Temperaturstabilität wird ebenfalls Wert auf eine gute Langzeitkonstanz der magnetischen Eigenschaften gelegt, damit die sichere Funktion des Radiallüfters während der gesamten Gerätelebensdauer gewährleistet ist.

Erfindungsgemäße Radiallüfter eignen sich auch für den Einsatz in einem Gar- oder Backofen mit Pyrolysefunktion, wenn die Curie-Temperatur des Magneten oberhalb der Pyrolysetemperatur liegt. Bei Pyrolysevorgängen treten sehr hohe Temperaturen im Innern eines Gar- oder Backofens auf, sodass für diesen Einsatzbereich entsprechend hochtemperaturfeste Magnete verwendet werden.

Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Haushaltsgerät, insbesondere einen Gar- oder Backofen mit einer Heißluft- und/oder Umlufteinrichtung, das einen erfindungsgemäßen Radiallüfter aufweist.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen und den Figuren. Die Figuren sind schematische Darstellungen und zeigen:

1 einen erfindungsgemäßen Radiallüfter in einer Seitenansicht;

2 ein Flügelrad eines erfindungsgemäßen Radiallüfters in einer Draufsicht;

3 den Radiallüfter von 1 mit montiertem Flügelrad;

4 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Radiallüfters mit einer teilweise geschnittenen Stufenwelle; und

5 ein Ausführungsbeispiel einer aus einem permanentmagnetischen Werkstoff hergestellten Abtriebswelle.

Der in 1 schematisch dargestellte Radiallüfter besteht im Wesentlichen aus einem motorischen Antrieb 1, der als Elektromotor ausgebildet ist und eine Abtriebswelle 2 antreibt. Die Abtriebswelle 2 weist einen runden Querschnitt auf, an ihrem freien Ende ist eine Fase 3 angebracht, um das Aufstecken von Bauteilen zu erleichtern. Wie in 1 zu erkennen ist, ist ein Magnet 4 auf der Abtriebswelle 2 befestigt. Bei dem Magneten 4 handelt es sich um einen Permanentmagneten, der aus einer permanentmagnetischen Eisenlegierung hergestellt ist. Der Magnet 4 ist ringförmig ausgebildet und weist zwei Parallelflächen 5, 6 und eine in 1 nicht dargestellte kreisförmige Öffnung 7 auf, die das Aufstecken auf die Abtriebswelle 2 ermöglicht. Der Außendurchmesser der Abtriebswelle 2 und der Durchmesser der kreisförmigen Öffnung 7 des Magneten 4 sind so gewählt, dass sich eine Presspassung ergibt und der Magnet 4 nach der Montage fixiert ist. Alternativ bzw. zusätzlich kann die Befestigung des Magneten 4 auf der Abtriebswelle 2 auch durch ein Sicherungsmittel, beispielsweise einen Klebstoff, erfolgen. Durch die exakte Positionierung des Magneten 4 wird eine hohe Rundlaufgenauigkeit erzielt. Dadurch werden Unwuchten und Vibrationen des Radiallüfters und gegebenenfalls störende Geräusche vermieden.

Auf die in 1 dargestellte Anordnung wird das in 2 in einer Draufsicht gezeigte Flügelrad 8 aufgesteckt. Das Flügelrad 8 ist als Blechstanzteil mit sechs Einzelflügeln 9 ausgebildet. Jeder Einzelflügel 9 besteht aus einem in der Flügelebene (bzw. in der Blattebene) liegenden Abschnitt 10 und einem dazu um 90° umgeformten Abschnitt 11, der in 2 als Kontur zu erkennen ist. Das Flügelrad 8 weist in seinem Zentrum eine kreisförmige Öffnung 12 auf, die bei der Herstellung ausgestanzt wird. Wichtig ist dabei, dass die Öffnung 12 genau im Massenschwerpunkt des Flügelrades 8 angebracht wird, damit keine Unwuchten auftreten.

3 zeigt den Radiallüfter in zusammengebautem Zustand, das heißt, das aus 2 bekannte Flügelrad 8 ist auf die aus 1 bekannte Anordnung des motorischen Antriebes 1 mit der Abtriebswelle 2 und dem Magneten 4 aufgesteckt worden. Die Außenfläche 6 des Magneten 4 liegt an der entsprechenden Gegenfläche des Flügelrades 8 an, das allein durch das Magnetfeld des Magneten 4 auf der Abtriebswelle 2 fixiert ist. Die Größe der Öffnung 12 in dem Flügelrad 8 ist auf den Durchmesser der Abtriebswelle 2 abgestimmt, sodass das Flügelrad 8 automatisch beim Aufstecken auf die Abtriebswelle 2 zentriert und justiert wird.

Wird nun der Elektromotor des motorischen Antriebes 1 in Gang gesetzt, so wird die Abtriebswelle 2 und der auf ihr befestigte Magnet 4 in Rotation versetzt. Durch die magnetische Kraft wird das Flügelrad 8 ebenfalls schlupffrei in Rotation versetzt. Dementsprechend ist es erforderlich, dass das durch den Magneten 4 erzeugte Haltemoment größer als das Trägheitsmoment des Flügelrades 8 ist. Diese Voraussetzung ist jedoch angesichts der geringen Masse des Flügelrades 8 immer erfüllt, sodass die Drehbewegung der Abtriebswelle 2 vollständig auf das Flügelrad 8 übertragen wird. Weitere Sicherungen für das Flügelrad 8 sind nicht erforderlich, die Fixierung in axialer Richtung erfolgt allein durch die Magnetkraft. Durch die präzise angebrachte Öffnung 12 des Flügelrades 8 ist sichergestellt, dass praktisch keine Axialkräfte auftreten bzw. dass sie im Vergleich zur Haltekraft des Magneten 4 vernachlässigbar klein sind.

4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Radiallüfters, das in seinem prinzipiellen Aufbau dem in 1 Dargestellten ähnelt. Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel ist die Abtriebswelle 13 als Stufenwelle ausgebildet, wobei der äußere Wellenabschnitt 14 einen kleineren Durchmesser aufweist. An der Berührstelle zwischen der Welle 13 und dem äußeren Wellenabschnitt 14 ist aufgrund des Durchmesserunterschiedes eine Ringfläche ausgebildet, an der die Parallelfläche 16 des Magneten 15 formschlüssig anliegt. Dadurch wird die exakte Positionierung des Magneten 15 in Wellenlängsrichtung sichergestellt. Auf diese Anordnung wird ein Flügelrad in der bereits beschriebenen Weise aufgesteckt, wobei die Zentrumsbohrung des Flügelrades an den Durchmesser des Wellenabschnitts 14 angepasst ist.

5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Radiallüfters, bei dem die Abtriebswelle 17 aus einem permanentmagnetischen Werkstoff hergestellt ist. Im Gegensatz zu den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen wird bei der in 5 dargestellten Abtriebswelle 17 kein separater Magnet aufgesteckt, sondern die Abtriebswelle 17 weist selbst magnetische Eigenschaften auf. Die Abtriebswelle 17 ist aus einer Eisenlegierung hergestellt und kann nach der Herstellung in einem Magnetisierungsprozess, bei dem ein externes Magnetfeld auf die Abtriebswelle 17 einwirkt, magnetisiert werden. Die magnetischen Eigenschaften bleiben anschließend erhalten, sodass das in 5 dargestellte Flügelrad 8 nach dem Aufschieben auf das Wellenende 18 allein durch das Magnetfeld gehalten wird. Dazu ist in dem Endbereich der Abtriebswelle 17 ein kreisförmiger Ringabschnitt 19 mit einer zum Flügelrad 8 hin weisenden ebenen Fläche 20 ausgebildet, an der das Flügelrad 8 anliegt. Diese Variante der Erfindung zeichnet sich durch eine besonders geringe Teilezahl aus.


Anspruch[de]
  1. Radiallüfter mit einem auf einer Abtriebswelle eines motorischen Antriebs angeordneten Flügelrad, dadurch gekennzeichnet, dass das Flügelrad (8) durch ein Magnetfeld auf der Abtriebswelle (2, 13, 17) gehalten wird.
  2. Radiallüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetfeld durch einen Permanentmagneten (4, 15) erzeugt wird.
  3. Radiallüfter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet (4, 15) scheiben- und/oder ringförmig ausgebildet ist.
  4. Radiallüfter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet (4, 15) auf die Abtriebswelle (2, 13) aufgesteckt ist.
  5. Radiallüfter nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle (2, 13) als Stufenwelle ausgebildet ist und eine Fläche (5, 16) des Permanentmagneten (4, 15) an einer Stufenfläche anliegt.
  6. Radiallüfter nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet (4, 15) über eine Presspassung klemmschlüssig mit der Abtriebswelle (2, 13) verbunden ist.
  7. Radiallüfter nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass de Permanentmagnet (4, 15) auf der Abtriebswelle (2, 13) festgeklebt ist.
  8. Radiallüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle (17) im Wesentlichen aus einem permanentmagnetischen Werkstoff hergestellt ist und das Flügelrad (8) zumindest in seinem Zentrum aus Metall besteht.
  9. Radiallüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Flügelrad (8) zumindest in seinem Zentrum im Wesentlichen aus einem permanentmagnetischen Werkstoff hergestellt ist und die Abtriebswelle (17) aus Metall besteht.
  10. Radiallüfter nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der permanentmagnetische Werkstoff eine Eisenlegierung ist.
  11. Radiallüfter nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet (4, 15) eine große Temperaturstabilität aufweist.
  12. Radiallüfter nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass er in einem Gar- oder Backofen mit Pyrolysefunktion eingebaut ist und die Curie-Temperatur des Permanentmagneten (4, 15) oberhalb der Pyrolysetemperatur liegt.
  13. Haushaltsgerät, insbesondere Gar- oder Backofen mit einer Heißluft- und/oder Umlufteinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Radiallüfter nach einem der Ansprüche 1 bis 12 aufweist.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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