Auf der Welle eines elektrischen Kleinmotors sitzender Ventilator zum Hindurchführen eines Kühlluftstromes durch den Motor und Verfahren zu dessen Herstellung Es sind auf der Welle elektrischer Kleinmotoren sitzende Ventilatoren zum Hindurchführen eines Kühlluftstromes durch den Motor bekannt. Hierbei wurde in der Regel der Ventilator als zwei oder mehrarmiger Windflügel ausgebildet. Die vorliegende Erfindung geht nun von der Erkenntnis aus, dass solche Windflügel einen verhältnismässig schlech ten Wirkungsgrad aufweisen und ausserdem erheb liche Geräusche erzeugen, die in gewissen Anwen dungsfällen unerwünscht sind.
Insbesondere bilden sich am freien Rand der Flügel durch an dieser Stelle radial nach aussen ausströmende Luft Wirbel, die, abgesehen von dem Verlust an Kühlluft, einen Widerstand bilden und eine wesentliche Ursache der entstehenden Geräusche sind.
Eine der vorliegenden Erfindungen betrifft nun einen Ventilator der eingangs erwähnten Gattung, der dadurch gekennzeichnet ist, dass er eine auf der Motorwelle sitzende Kreisscheibe aufweist, deren Randzone aus einem Kranz von auf der inneren und äusseren peripheren Seite geschlossenen Schaufeln besteht, die mindestens im peripheren Mittellängs schnitt im gleichen Richtungssinn mit einem spitzen Winkel auf die Kreisscheibenebene stossen.
Eine wei tere Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für einen solchen Ventilator, das dadurch gekennzeich net ist, dass eine Kreisscheibe in der Randzone mit in gleichem peripherem gegenseitigem Abstand an geordneten, bis in die Nähe des Scheibenrandes reichenden radialen Schlitzen versehen und die zwi schen benachbarten Schlitzen befindlichen Scheiben teile nach der gleichen Seite derart ungleichweit aus der Kreisscheibenebene herausgepresst werden, dass sie auf der inneren und äusseren peripheren Seite geschlossene Schaufeln bilden,
die ün peripheren Mittellängsschnitt im gleichen Richtungssinn mit einem spitzen Winkel auf die Kreisscheibenebene stossen.
Durch die auf der inneren und äusseren periphe ren Seite geschlossenen Schaufeln wird die gesamte von jeder Schaufel eingefangene Kühlluft in einem geschlossenen Kanal weitergeleitet, so dass keine Verluste durch seitliches Austreten entstehen kön nen und daher auch die hieraus resultierenden Geräusche unterbunden sind. Ausserdem lässt sich durch strömungstechnisch vorteilhafte Gestaltung des Schaufelrückens eine günstige Führung der Kühl luft erzielen.
Der erfindungsgemässe Ventilator eignet sich besonders für die Verwendung an elektrischen Klein motoren von Staubsaugern.
Die Zeichnung zeigt ein diesbezügliches Ausfüh rungsbeispiel des ersten Erfindungsgegenstandes. Fig. <B>1</B> zeigt einen Axialschnitt.
Fig. 2 zeigt den Ventilator in der gleichen Dar stellung, jedoch in grösserem Massstab.
Fig. <B>3</B> zeigt einen Grundriss dieses Ventilators. Gemäss Fig. <B>1</B> ist ein elektrischer Kleinmotor<B>1</B> zentral in einem zylindrischen Gehäuseteil 2 eines im übrigen nicht dargestellten Staubsaugergehäuses angeordnet, welches in bekannter Weise von der Staubluft getrennt ist, welche durch ein übliches Windflügelaggregat in bekannter Weise angesaugt wird, das durch den Motor<B>1</B> angetrieben wird. An der gegenüberliegenden Seite der Motorwelle<B>3</B> sitzt ein Ventilator 4 zum Hindurchführen eines Kühlluft stromes durch den Motor<B>1,</B> der zur Führung der Kühlluft mit einem Zylindermantel<B>5</B> umgeben ist.
Die Kühlluft wird vom Ventilator 4 axial in Rich- tung des Pfeiles<B>6</B> angesaugt und durch den Motor<B>1</B> hindurchgeführt. Sie tritt am anderen Ende des Man tels<B>5</B> aus und wird durch mindestens eine öffnung <B>7</B> im Gehäuse 2 nach aussen geführt, wie durch die eingetragenen Pfeile veranschaulicht.
Der Ventilator 4 weist eine zweckmässig aus Metall bestehende Kreisscheibe<B>8</B> auf, die mit einer zentralen Bohrung<B>9</B> versehen ist, durch welche ein am betreffenden Ende der Motorwelle<B>3</B> vorsprin gender Gewindezapfen<B>10</B> hindurchragt, auf dem eine Befestigungsmutter<B>11</B> aufgeschraubt ist, mittels welcher der Ventilator 4 klemmschlüssig starr an der Motorwelle<B>3</B> befestigt ist. Die Kreisscheibe weist eine Randzone auf, die aus einem Kranz von Schau feln 12 besteht.
Diese sind, wie aus den Fig. <B>1</B> und 2 hervorgeht, auf der änneren und äusseren periphe ren Seite geschlossen, dergestalt, dass der Aussen rand<B>13</B> der Scheibe<B>8</B> ringsum geschlossen durch läuft und zugleich den äusseren Rand der einzelnen Schaufeln bildet. In analoger Weise laufen die Schau feln am inneren Rand in den Mittelteil der Kreis scheibe<B>8</B> aus.
Wie insbesondere aus den mittleren beiden Schaufeln 12a,<B>12b</B> der Fig. 2 ersichtlich ist, stösst der Rücken 14 einer jeden Schaufel im peri pheren Mittellängsschnitt im gleichen Richtungssinn in einem spitzen Winkel auf die Kreisscheibenebene. Die SchaufeHcken 14 weisen eine leichte kontinuier liche Krümmung auf.
Im radialen Kreisscheiben- querschnitt des Kühllufteintrittsendteiles, der durch den in Fig. <B>3</B> angegebenen Pfeil<B>15</B> des Ventilator- drehsinnes bestimmt ist, hat jede Schaufel eine ge wölbte Form, wie sie an der Schaufel 12c in Fig. 2 anhand der dort ersichtlichen freien Schaufelstirn- fläche veranschaulicht ist.
Mit zunehmender Ent fernung von der Lufteintrittsseite nimmt die Pfeil höhe a der Wölbung allmählich ab und erreicht ihren Nullwert im peripheren Endteil der Schaufel, in welchem der Schaufelrücken 14 in die Scheibe<B>8</B> ausläuft. Dies ist schon dadurch bedingt, dass die Schaufeln aus der Randzone der Scheibe<B>8</B> in Rich tung des Pfeiles<B>16</B> herausgepresst sind, und zwar durch ein Herstellungsverfahren, das von einer planen kreisrunden Blechscheibe ausgeht, welche die zen trale Bohrung<B>9</B> bereits aufweisen kann.
Diese Blech scheibe wird vorerst mit in gleichem peripherem gegenseitigem Abstand angeordneten radialen Schlit zen gleicher Länge<B>b</B> (Fig. <B>3)</B> versehen, welche, wie ersichtlich, bis in die Nähe des Scheibenaussenrandes <B>13</B> reichen. Alsdann werden die zwischen benach barten Schlitzen befindlichen Scheibenteile in Rich tung des Pfeiles<B>16</B> derart ungleich weit, für alle Teile gleich, aus der Kreisscheibenebene herausge- presst, dass die erwähnten Teile zu den Schaufeln 12 der vorstehend beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Gestalt verformt werden.
Nach Montieren des so hergestellten Ventilators auf der Motorwelle<B>3</B> und Antrieb durch den Motor in der Richtung des Pfeiles<B>15</B> fangen die einzelnen Schaufeln 12 an der hochgewölbten Eintrittsseite die Luft ein, welche durch den Schaufelrücken ge- führt und auf die entgegengesetzte Ventilatorseite gefördert wird, ohne dass die in die einzelnen Schau feln eingetretene Luft seitlich entweichen kann. Je nach der Formgebung des Rückens 14 lässt sich die Austrittsrichtung der Luft aus dem Ventilator hin sichtlich ihrer axialen Geschwindigkeitskomponente den gewünschten Verhältnissen anpassen.
Die Schaufeln können<B>je</B> nach Bedarf auch nach anderen Verfahren hergestellt werden und können andere Formen erhalten, insbesondere kann der Schaufelrücken 14 in peripherer Richtung gerad linig oder angenähert geradlinig verlaufen, wobei jedoch die betreffende Gerade wieder in einen vorbestimmten spitzen Winkel zur Scheibenebene verläuft, und zwar für alle Schaufeln im gleichen Sinne und Ausmass.
Statt einer im radialen Scheibenquerschnitt, ins besondere an der Lufteintrittsseite gewölbten Form des Schaufelrückens kann auch eine andere, z. B. eine rechteckige Form treten. In diesem Falle weist dann die Schaufel auf der inneren und äusseren peripheren Seite<B>je</B> eine zylindrische Seitenwand auf, wobei der Schaufelrücken einen rechten Winkel mit diesen Seitenwänden einschliesst. Hierbei kann dieser Rücken im peripheren Längsmittelschnitt die gleiche Form aufweisen, wie im Ausführungsbeispiel nach der Zeichnung in Fig. 2 für die Schaufel 12a darge stellt ist, oder aber eine andere Form, z. B. eine geradlinige Form.
Für den spitzen Winkel, den der Rücken gegenüber der Scheibenebene einschliesst, gilt dasselbe wie vorangehend anhand des zeich nerischen Ausführungsbeispieles dargelegt worden ist.
Fan seated on the shaft of a small electric motor for passing a flow of cooling air through the motor and method for its production There are known fans seated on the shaft of small electric motors for passing a flow of cooling air through the motor. In this case, the fan was usually designed as a two or more-armed wind blade. The present invention is based on the knowledge that such wind blades have a relatively poor efficiency and also generate significant noises which are undesirable in certain application cases.
In particular, vortices are formed at the free edge of the blades due to air flowing out radially outward at this point, which, apart from the loss of cooling air, form a resistance and are a major cause of the noise produced.
One of the present inventions now relates to a fan of the type mentioned at the beginning, which is characterized in that it has a circular disk seated on the motor shaft, the edge zone of which consists of a ring of blades closed on the inner and outer peripheral side, which at least in the peripheral central longitudinal cut in the same direction with an acute angle on the plane of the disk.
Another invention relates to a manufacturing method for such a fan, which is characterized in that a circular disc is provided in the edge zone with the same peripheral mutual spacing of ordered radial slots reaching up to the vicinity of the disc edge and the between adjacent slots are located Disc parts on the same side are pressed out of the circular disc plane so unequally that they form closed blades on the inner and outer peripheral side,
which meet the peripheral central longitudinal section in the same direction with an acute angle on the circular disk plane.
With the blades closed on the inner and outer peripheral side, all of the cooling air captured by each blade is passed on in a closed channel, so that no losses can occur due to lateral leakage and the resulting noises are therefore prevented. In addition, favorable flow guidance of the cooling air can be achieved through the design of the blade back which is advantageous in terms of flow.
The fan according to the invention is particularly suitable for use on small electric motors of vacuum cleaners.
The drawing shows a related exemplary embodiment of the first subject of the invention. Fig. 1 shows an axial section.
Fig. 2 shows the fan in the same position Dar, but on a larger scale.
Fig. 3 shows a floor plan of this fan. According to FIG. 1, a small electric motor 1 is arranged centrally in a cylindrical housing part 2 of a vacuum cleaner housing, otherwise not shown, which is separated in a known manner from the dusty air, which is separated by a Usual wind vane unit is sucked in in a known manner, which is driven by the motor <B> 1 </B>. On the opposite side of the motor shaft <B> 3 </B> there is a fan 4 for guiding a flow of cooling air through the motor <B> 1, </B> that for guiding the cooling air with a cylinder jacket <B> 5 </ B > is surrounded.
The cooling air is sucked in axially by the fan 4 in the direction of the arrow <B> 6 </B> and passed through the motor <B> 1 </B>. It emerges at the other end of the casing <B> 5 </B> and is guided to the outside through at least one opening <B> 7 </B> in the housing 2, as illustrated by the arrows.
The fan 4 has a circular disk, which is expediently made of metal and which is provided with a central bore 9 through which a motor shaft 3 at the relevant end of the motor shaft B> protruding threaded pin <B> 10 </B> protrudes, on which a fastening nut <B> 11 </B> is screwed, by means of which the fan 4 is rigidly clamped to the motor shaft <B> 3 </B> . The circular disk has an edge zone consisting of a ring of 12 blades.
As can be seen from FIGS. 1 and 2, these are closed on the inner and outer peripheral side in such a way that the outer edge <B> 13 </B> of the pane <B> 8 </B> runs closed all around and at the same time forms the outer edge of the individual blades. In an analogous manner, the blades run out on the inner edge into the middle part of the circular disc <B> 8 </B>.
As can be seen in particular from the two middle blades 12a, 12b of FIG. 2, the back 14 of each blade in the peripheral central longitudinal section hits the circular disk plane in the same direction at an acute angle. The blades 14 have a slight, continuous curvature.
In the radial circular disk cross-section of the cooling air inlet end part, which is determined by the arrow 15 of the fan rotation direction indicated in FIG. 3, each blade has a curved shape, as it is the blade 12c is illustrated in FIG. 2 with the aid of the free blade end face shown there.
With increasing distance from the air inlet side, the arrow height a of the curvature gradually decreases and reaches its zero value in the peripheral end part of the vane, in which the vane back 14 runs out into the disk <B> 8 </B>. This is due to the fact that the blades are pressed out of the edge zone of the disk <B> 8 </B> in the direction of the arrow <B> 16 </B>, specifically by a manufacturing process that consists of a flat circular sheet metal disk proceeds, which the central bore <B> 9 </B> can already have.
This sheet metal disk is initially provided with radial slots of the same length (Fig. 3) which are arranged at the same peripheral mutual spacing and which, as can be seen, extend to the vicinity of the disk outer edge <B> 13 </B> are enough. Then the disc parts located between adjacent slots are pressed out of the circular disc plane in the direction of arrow 16 to such an extent, the same for all parts, that the parts mentioned become the blades 12 of the above-described and are deformed shape shown in the drawing.
After the fan produced in this way has been mounted on the motor shaft <B> 3 </B> and driven by the motor in the direction of the arrow <B> 15 </B>, the individual blades 12 on the arched inlet side catch the air that passes through is guided along the back of the blade and conveyed to the opposite side of the fan without the air that has entered the individual blades being able to escape laterally. Depending on the shape of the back 14, the exit direction of the air from the fan can be adapted to the desired conditions in terms of its axial speed component.
The blades can also be produced by other methods as required and can have other shapes, in particular the blade back 14 can run in a straight line or approximately in a straight line in the peripheral direction, but the straight line in question again tapering to a predetermined point The angle to the plane of the disk runs in the same sense and extent for all blades.
Instead of a curved shape of the blade back in the radial disk cross-section, in particular on the air inlet side, a different, z. B. step a rectangular shape. In this case, the blade then has a cylindrical side wall on the inner and outer peripheral sides, the blade back forming a right angle with these side walls. In this case, this back can have the same shape in the peripheral longitudinal center section as in the exemplary embodiment according to the drawing in FIG. 2 for the shovel 12a is Darge, or another shape, for. B. a straight shape.
For the acute angle that the back includes with respect to the plane of the disk, the same applies as has been set out above with reference to the illustrative embodiment.