Die Erfindung betrifft einen Lüfter und betrifft insbesondere einen Lüfter mit einer Vibrations-Alarmfunktion bzw. -Benachrichtigungsfunktion und einem hohem Wärmeabführungsvermögen.

Die Vibrations-Alarmfunktion ist zu einer Standardfunktion geworden, die in Handys verwendet wird. Motoren zur Vibrationserzeugung stellen deshalb wesentliche Elemente für Handys dar.

Außerdem sind, weil ein hoher Wirkungsgrad von Handys nachgefragt wird, Einrichtungen zur Wärmeabführung oder Wärmeabführungssysteme ebenfalls zu wesentlichen Elementen geworden, insbesondere für mikroelektronische Bauelemente, beispielsweise integrierte Schaltkreise. Weil die Fläche eines integrierten Schaltkreises wegen des Erfordernisses einer hohen Integrationsdichte und eines effizienten Einhäusens immer kleiner wird, erhöht sich die erzeugte Wärme dementsprechend.

Allgemein werden gewisse Wärmeabführungsmechanismen, beispielsweise Kühlrohre oder Kühlrippen, zur Wärmeabführung verwendet. Diese nehmen jedoch mehr Bauvolumen ein und erhöhen das Volumen und das Gewicht der Geräte. Außerdem wird ein Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise Legierungen aus Magnesium und Aluminium, ebenfalls bei der Herstellung von Gehäusen von Handys eingesetzt, um das Wärmeabführungsvermögen zu verbessern, solche Materialien sind jedoch kostspielig.

Lüfter stellen eine weitere Option zur Abführung von Wärme in Handys dar, falls diese kompakt genug aufgebaut sind und mit einer Vibrations-Alarmfunktion versehen sind.

Anhand der beigefügten Zeichnungen erfolgt nachfolgend eine ausführliche Beschreibung von Ausführungsbeispielen.

Ein Ausführungsbeispiel eines Lüfters gemäß der Erfindung umfasst eine Lüftereinrichtung sowie eine Vibrationseinrichtung. Die Lüftereinrichtung umfasst ein Gehäuse, ein Flügelrad und einen Antriebseinrichtung, wobei das Flügelrad und der Antriebsmechanismus in dem Gehäuse angeordnet sind, und wobei der Antriebsmechanismus mit dem Flügelrad gekoppelt ist, um das Flügelrad zu einer Drehbewegung anzutreiben. Die Vibrationseinrichtung ist auf dem Flügelrad vorgesehen und umfasst zumindest ein ortsfestes Element, zumindest ein bewegliches Element und zumindest zwei Schienen. Das ortsfeste Element ist an einer der Schienen befestigt und das bewegliche Element ist gleitbeweglich in der anderen der beiden Schienen angeordnet. Wenn das bewegliche Element auf der Schiene gleitet, wird ein Vibrationsalarm bzw. eine Vibrations-Benachrichtigungsfunktion erzeugt.

Die Vibrationseinrichtung kann einstückig mit der Lüftereinrichtung ausgebildet sein oder die Vibrationseinrichtung stellt eine einzelne Einrichtung dar, die mit der Lüftereinrichtung verbunden bzw. gekoppelt ist. Wenn die Vibrationseinrichtung einstückig mit der Lüftereinrichtung ausgebildet ist, sind die Schienen auf dem Flügelrad ausgebildet und bezüglich einer Drehmitte des Flügelrads symmetrisch angeordnet. Das Flügelrad umfasst eine Nabe sowie eine Mehrzahl von Flügeln, die auf dem Umfang des Nabenkörpers angeordnet sind, und die Schiene ist auf dem Nabenkörper ausgebildet. Die Flügel sind einstückig mit der Nabe ausgebildet und jeder Flügel weist ein allmählich ansteigendes Profil auf.

Wenn die Vibrationseinrichtung eine einzelne Einrichtung darstellt und mit der Lüftereinrichtung verbunden bzw. gekoppelt ist, umfasst die Vibrationseinrichtung außerdem eine Basis, auf der die Schienen ausgebildet sind, wobei die Vibrationseinrichtung über diese Basis mit der Lüftereinrichtung verbunden ist. Die Schienen sind bezüglich einer Drehmitte des Flügelrads symmetrisch angeordnet. Eine Mehrzahl von Flügeln ist auf dem Umfang der Nabe angeordnet. Die Basis ist auf einer Oberseite der Nabe des Flügelrads angeordnet, und zwar durch Befestigung oder eine Klebeverbindung, so dass die Vibrationseinrichtung mit der Ventilationseinrichtung verbunden ist. Die Flügel sind gemeinsam mit der Nabe ausgebildet und jeder Flügel weist ein allmählich ansteigendes Profil auf.

Außerdem umfasst die Vibrationseinrichtung eine Abdeckung, insbesondere einen Deckel, die oberhalb der Schienen angeordnet ist, um die Schienen abzudichten bzw. abzudecken. Die Abdeckung ist oberhalb der Schienen durch Verkleben oder durch einen form-, kraft- oder reibschlüssigen Eingriff befestigt. Die Abdeckung besteht aus einem Kunststoff, Acryl, einer Keramik, einem Metall oder einer Legierung.

Die Gesamtzahl von ortsfesten Elementen und beweglichen Elementen ist gleich der Anzahl von Schienen. Die Anzahl von ortsfesten Elementen ist größer als, gleich oder kleiner als die Anzahl von beweglichen Elementen. Form, Größe und Gewicht des ortsfesten Elements sind gleich der entsprechenden Form, Größe und Gewicht des beweglichen Elements oder weichen davon ab.

Das ortsfeste Element und das bewegliche Element sind Permanentmagnete und eine Anziehungskraft wird erzeugt, wenn das ortsfeste Element und das bewegliche Element gegenüber liegend angeordnet sind. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das ortsfeste Element ein Weichmagnet und das bewegliche Element ein Permanentmagnet oder umgekehrt. Die Vibrationseinrichtung umfasst eine Mehrzahl von ortsfesten Elementen und eine Mehrzahl von beweglichen Elementen, wobei einige der ortsfesten Elemente Weichmagneten sind und die anderen ortsfeste Elementen Permanentmagnete sind und wobei einige der beweglichen Elemente Weichmagnete sind und die anderen beweglichen Elemente Permanentmagneten sind. Das ortsfeste Element ist an einer der Schienen durch Verkleben oder durch kraft-, form- oder reibschlüssigen Eingriff befestigt.

Gemäß der Erfindung ist eine solche Vibrationseinrichtung in einen Lüfter integriert. Eine solche Anordnung kann bei Handys Anwendung finden, um Bauvolumen und Kosten einzusparen.

Die Erfindung kann besser durch Studium der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und der Ausführungsbeispiele anhand der beigefügten Zeichnungen verstanden werden. Es zeigen:

1 eine Explosionsansicht eines Lüfters gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

2 eine schematische Darstellung eines weiteren Lüfters gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

3A das Flügelrad des Lüfters gemäß der 1 in einem stabilen Zustand;

3B das Flügelrad des Lüfters gemäß der 1 in einem instabilen Zustand;

4 die Spannung und Drehzahl des Lüfters gemäß der Erfindung;

5 und 6 weitere zwei Vibrationseinrichtungen gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und

7 eine schematische Darstellung eines weiteren Lüfters gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Die nachfolgende Beschreibung stellt den am intensivsten durchdachten Lösungsansatz zum Ausführen der Erfindung dar. Diese Beschreibung erfolgt zum Zwecke der Erläuterung der grundlegenden Prinzipien der Erfindung und soll diese in keiner Weise beschränken. Der Schutzbereich der Erfindung wird am besten anhand der beigefügten Ansprüche bestimmt.

Gemäß der 1 umfasst ein Lüfter 10 gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, beispielsweise ein Axialströmungslüfter, eine Lüftereinrichtung 12 zum Abführen von Wärme sowie eine Vibrationseinrichtung 18 für eine Vibrations-Alarmfunktion bzw. -Benachrichtigungsfunktion. Die Lüftereinrichtung 12 umfasst ein Gehäuse 14, ein Flügelrad 16 und einen Antriebsmechanismus, beispielsweise einen Motor. Das Flügelrad 16 und der Antriebsmechanismus sind in dem Gehäuse 14 aufgenommen. Das Flügelrad 16 weist eine Nabe 161 und eine Mehrzahl von Flügeln 162 auf, die auf dem Umfang der Nabe 161 vorgesehen sind. Der Antriebsmechanismus ist mit dem Flügelrad 16 gekoppelt, um die Drehbewegung des Flügelrads 16 anzutreiben.

Die Vibrationseinrichtung 18 ist auf dem Flügelrad 16 angeordnet und die Vibrationseinrichtung 18 umfasst zumindest ein ortsfestes Element 182, zumindest ein bewegliches Element 183, zumindest zwei Schienen 184 sowie eine Abdeckung bzw. einen Deckel 187. Das ortsfeste Element 182 ist durch eine Klebeverbindung oder durch einen kraft-, form- oder reibschlüssigen Eingriff auf einer der Schienen 184 befestigt. Das bewegliche Element 183 ist in der anderen der beiden Schienen 184 angeordnet und kann auf dieser gleiten, um eine Vibrations-Alarmfunktion zu erzeugen.

In der 1 sind die Lüftereinirichtung 12 und die Vibrationseinrichtung 18 einstückig ausgebildet. Die Schienen 184 sind auf dem Flügelrad 16 ausgebildet und die Schienen sind in Bezug zu einer Drehmitte X des Flügelrads 16 symmetrisch angeordnet. Der Deckel 187 ist oberhalb der Schienen 184 angeordnet, um die Schienen 184 abzudecken. Der Deckel 187 kann eine dünne Hartkunststoffplatte sein, die oberhalb der Schienen 184 durch eine Klebeverbindung oder durch einen kraft-, form- oder reibschlüssigen Eingriff befestigt ist, um so das ortsfeste Element 181 und das bewegliche Element 183 in den Schienen 184 abzudecken.

In der 1 können die Schienen 184 unmittelbar auf der Nabe 161 angeordnet sein. Die Flügel 162 sind einstückig mit der Nabe 181 ausgebildet. Jeder Flügel 162 weist ein allmählich ansteigendes bzw. zunehmendes Profil auf. Das Flügelrad 16 kann aus einem Kunststoff, Acryl, einer Keramik, einem Metall oder einer Legierung bestehen.

Außer wenn die Vibrationseinrichtung einstückig mit der Lüftereinrichtung ausgebildet ist, kann es sich bei der Vibrationseinrichtung um eine einzelne Einrichtung handeln und kann diese mit der Lüftereinrichtung verbunden sein. Das heißt, bei der Lüftereinrichtung und der Vibrationseinrichtung kann es sich auch um zwei einzelne Einrichtungen handeln. Die Vibrationseinrichtung kann als Standardbauelement ausgelegt sein und mit der Lüftereinrichtung verbunden sein. Die Vibrationseinrichtung kann Anwendung finden bei einem Mikrolüfter, der beispielsweise in Notebooks verwendet wird. Anhand der 2 wird ein weiterer Lüfter gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung offenbart. In der 2 umfasst ein Lüfter 20 eine Lüftereinrichtung 22 und eine Vibrationseinrichtung 28. Die Lüftereinrichtung 22 umfasst ein Gehäuse 24, ein Flügelrad 26 sowie einen Antriebsmechanismus, beispielsweise einen Motor. Das Flügelrad 26 und der Antriebsmechanismus sind in dem Gehäuse 24 aufgenommen. Das Flügelrad 26 umfasst eine Nabe 261 und eine Mehrzahl von Flügeln 262, die auf dem Umfang der Nabe 261 angeordnet sind. Der Antriebsmechanismus ist mit dem Lüfterrad 26 gekoppelt und treibt die Drehbewegung des Lüfterrads 26 an.

Die Vibrationseinrichtung 28 ist auf dem Flügelrad 26 angeordnet und die Vibrationseinrichtung 28 weist eine Basis 281, zumindest ein ortsfestes Element 282, zumindest ein bewegliches Element 283, zumindest zwei Schienen 284 sowie eine Abdeckung bzw. einen Deckel 287 auf. Die Schienen 284 sind auf der Basis 281 ausgebildet und durch eine Klebeverbindung oder durch einen kraft-, form- oder reibschlüssigen Eingriff über die Basis 281 auf der Nabe 261 befestigt, so dass die Vibrationseinrichtung 28 mit dem Flügelrad 26 verbunden ist. Die Schiene 284 ist in Bezug zu einer Drehmitte X des Flügelrads 26 symmetrisch angeordnet. Der Deckel 287 ist oberhalb der Schienen 284 angeordnet, um die Schienen 284 abzudecken. Der Deckel 287 kann eine dünne Hartkunststoffplatte sein, die oberhalb der Schienen 284 mittels einer Klebeverbindung oder eines kraft-, form- oder reibflüssigen Eingriffs befestigt ist, um das ortsfeste Element 282 und das bewegliche Element 283 in den Schienen 284 abzudecken. Der Deckel 287 und die Basis 281 können aus einem Kunststoff, Acryl, einer Keramik, einem Metall oder einer Legierung bestehen. Das ortsfeste Element 282 ist mittels einer Klebeverbindung oder eines kraft-, form- oder reibflüssigen Eingriffs auf einer der Schienen 284 befestigt. Das bewegliche Element 283 ist in der anderen der beiden Schienen 284 angeordnet und kann auf dieser gleiten, um so eine Vibrations-Alarmfunktion zu erzeugen.

Das Flügelrad 26 umfasst eine Nabe 261 und eine Mehrzahl von Flügeln 262, die auf dem Umfang der Nabe 261 angeordnet sind. Die Basis 281 ist auf einer Oberseite der Nabe 261 angeordnet und durch Befestigung oder durch eine Klebeverbindung mit der Nabe 261verbunden, so dass die Vibrationseinrichtung 28 mit der Lüftereinrichtung 22 verbunden ist. Das Flügelrad 26 kann aus einem Kunststoff, Acryl, einer Keramik, Metall oder einer Legierung bestehen.

Deshalb können sowohl der Lüfter 10 gemäß der 1 als auch der Lüfter 20 gemäß der 2 eine Vibrations-Alarmfunktion und eine Wärmeabführung bereitstellen. Das ortsfeste Element 182/282 weist dieselbe Größe und dasselbe Gewicht wie das bewegliche Element 183/283 auf. Das ortsfeste Element 182/282 und das bewegliche Element 183/283 können Permanentmagneten sein oder das eine Element ist ein Permanentmagnet und das andere Element ein Weichmagnet. Wenn das ortsfeste Element 182/282 und das bewegliche Element gegenüberliegend angeordnet sind, wird eine Anziehungskraft erzeugt. Das ortsfeste Element 182/282 ist in einer der Schienen 184/284 angebracht und an dieser befestigt und das bewegliche Element 182/283 ist freibeweglich in der anderen Schiene 184/284 angeordnet, die symmetrisch zu der Schiene 184/284 angeordnet ist, wobei das ortsfeste Element 182/282 in Bezug zu einer Drehmitte X des Flügelrads 26 symmetrisch angeordnet ist.

Die 3A, 3B und 4 zeigen Einzelheiten des Betriebs des Lüfters 10/20. Wie in der 3A gezeigt, wird, wenn sich das Flügelrad 16/26 in einem statischen Zustand befindet, das bewegliche Element 283 von dem ortsfesten Element 282 angezogen und dann befindet sich das bewegliche Element 283 in einer Stellung (nachfolgend als „erste Stellung" bezeichnet), die in Bezug zu der Drehmitte X symmetrisch zu dem ortsfesten Element 282 ist. In diesem Zustand befindet sich der Lüfter in einem Gleichgewichtszustand.

Wen eine Versorgungsspannung an den Lüfter angelegt wird, wirken auf das bewegliche Element 283 eine magnetische Kraft Fc, eine Zentrifugalkraft F sowie eine Reibungskraft f ein. Wenn F ≤ Fc + f gilt, wird das bewegliche Element 283 in der ersten Stellung und in dem Gleichgewichtszustand beibehalten, ohne dass eine Vibrationsfunktion auftritt. Zusätzlich wird nur für eine Wärmeabrührungsfunktion gesorgt, wie in dem Zustand 1 gemäß der 4 gezeigt.

Als nächstes, weil die Zentrifugalkraft proportional zu der Winkelgeschwindigkeit ist, gilt, dass je schneller sich das Flügelrad dreht, desto größere Zentrifugalkräfte auf das bewegliche Element einwirken. Wenn sich das Flügelrad schnell genug dreht, also gilt: F > Fc + f, gleitet das bewegliche Element 283 entlang der Schiene 284 weg von dem ortsfesten Element 282 in eine zweite Stellung, wie in der 3B gezeigt. In diesem Zustand ist das Flügelrad instabil und es treten Vibrationen auf. So wird eine Vibrations-Alarmfunktion bereitgestellt, wie in dem Zustand 2 gemäß der 4 gezeigt. Der Lüfter sorgt gleichzeitig für die Funktionen eines Vibrationsalarms und einer Wärmeabführung, wie in dem Zustand 3 gemäß der 4 gezeigt.

Wenn die Drehgeschwindigkeit des Lüfterrads reduziert wird, also gilt: Fc > F + f, gleitet das bewegliche Element 283 entlang der Schiene 284 zurück zu der ersten Stellung. Die Vibration verschwindet, wie in dem Zustand 4 gemäß der 4 gezeigt, das Flügelrad kehrt in den Gleichgewichtszustand zurück und in diesem Zustand wird nur für eine Wärmeabführung gesorgt. Die geschlossene Kurve in der 4 zeigt an, dass der Vibrationszustand reversibel ist.

Das bewegliche Element wird aufgrund der Drehzahl bewegt und in unterschiedliche Stellungen überführt, um die Vibrationsfunktion anzuschalten und auszuschalten, so dass der Lüfter sowohl für die Funktion einer Wärmeabführung als auch für die Funktion eines Vibrationsalarm sorgt.

Obwohl das ortsfeste Element bei dem vorgenannten Ausführungsbeispiel dieselbe Form, Größe oder Gewicht wie das bewegliche Element aufweist, kann das ortsfeste Element hinsichtlich Form, Größe oder Gewicht von dem beweglichen Element abweichen. Bei dem ortsfesten Element und dem beweglichen Element kann es sich um Permanentmagneten handeln und eine Anziehungskraft wird erzeugt, wenn das ortsfeste Element und das bewegliche Element gegenüberliegend angeordnet sind. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das ortsfeste Element ein Permanentmagnet und das bewegliche Element ein Weichmagnet oder umgekehrt.

Die Anzahl ortsfester Elemente kann größer als, gleich oder kleiner als die Anzahl der beweglichen Elemente sein. Einige der ortsfesten Elemente und der beweglichen Elemente können Weichmagneten sein und die anderen Permanentmagneten. Die Gesamtzahl von ortsfesten Elementen und beweglichen Elementen kann gleich der Gesamtzahl von Schienen sein oder davon abweichen.

Die 5 und 6 zeigen zwei weitere Vibrationseinrichtungen gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Gemäß der 5 ist die Anzahl von ortsfesten Elementen kleiner als die Anzahl von beweglichen Elementen. Die Vibrationseinrichtung in der 5 umfasst ein ortsfestes Element 582 und zwei bewegliche Elemente 583a und 583b. Das ortsfeste Element 582 und die beweglichen Elemente 583a und 583b sind auf den Schienen 584a, 584b bzw. 584c angeordnet. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel, wie in der 6 gezeigt, ist die Anzahl von ortsfesten Elementen gleich der Anzahl von beweglichen Elementen. Die Vibrationseinrichtung gemäß der 6 umfasst zwei ortsfeste Elemente 682a, 682b und zwei bewegliche Elemente 683a, 683b. Die ortsfesten Elemente 682a, 282b und die beweglichen Elemente 683a, 683b sind auf Schienen 684a, 684b, 684c bzw. 684d angeordnet und die ortsfesten Elemente 682a, 682b sind in Bezug zu einer Drehmitte X des Flügelrads symmetrisch zu den beweglichen Elementen 683a, 683b angeordnet.

Außerdem kann der erfindungsgemäße Lüfter statt als Axiallüfter als Zentrifugallüfter ausgelegt sein, wie in der 7 gezeigt.

Der Lüfter gemäß der vorliegenden Erfindung sorgt sowohl für eine Vibrations-Alarmfunktion als auch für die Funktion einer Wärmeabführung. Außerdem ist die Vibrations-Alarmfunktion in die Struktur des Lüfters integriert, was Kosten und von dem gesamten System eingenommenes Bauvolumen reduziert. Der Lüfter gemäß der vorliegenden Erfindung kann kompakt und leicht sein, so dass dieser Anwendung finden kann bei Handys, Multimediageräten oder Spielkonsolen.

Wenngleich die vorliegende Erfindung in beispielhafter Weise und anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben worden ist, sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Vielmehr soll diese zahlreiche Modifikationen und ähnliche Anordnungen mit umfassen (wie diese dem Fachmann auf dem Gebiet ohne weiteres ersichtlich sein werden). Deshalb soll dem Schutzbereich der beigefügten Ansprüche die breitestmögliche Auslegung zugrunde gelegt werden, so dass diese sämtliche solcher Modifikationen und ähnliche Anordnungen mit umfassen.

Diese reguläre Patentanmeldung beansprucht die Priorität der taiwanesischen Patentanmeldung 095122720 mit Anmeldetag vom 23. Juni 2006, deren gesamter Inhalt hiermit im Wege der Bezugnahme mit beinhaltet sei.