專利名稱：具有電子換向驅動馬達的風扇的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種具有電子換向驅動馬達的風扇。
背景技術：
這種風扇主要用作所謂的設備風扇，用以對電子設備加以冷卻，電子設備例如為電腦、服務器、電路板等。這樣的風扇雖然必須非常地便宜，但是在另一方面對其希望有高可靠性以及至少如由風扇加以冷卻的設備的使用壽命那樣長的使用壽命。這種風扇包含不同的元件，例如霍爾傳感器、集成電路(Ics)、晶體管、電容器等， 同樣包含軸承，例如為滑動軸承、滾動軸承等。這樣的由于高運行溫度而受到極強危害的元件被稱為“功率起決定作用的元件”。 即這種元件可以視風扇結構而定地為電子元件或者機械元件。高溫特別出現(xiàn)在具有合成材料殼體的風扇中，這是因為在運行中所產(chǎn)生的熱量通過合成材料僅能被極差地散發(fā)，從而可能在這樣的風扇內部產(chǎn)生熱區(qū)域，該熱區(qū)域也可以稱為熱巢(Warmenester)。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的任務在于提供一種新型風扇。該任務根據(jù)本發(fā)明通過依據(jù)權利要求1的風扇得以解決。通過設置于支承管中的通道，冷卻介質，通常為空氣能夠在內部定子與支承元件之間通流，從而產(chǎn)生于定子疊片中的耗損熱量不能直接傳遞到在支承管中的支承元件上。這一點特別適用于在轉子底部區(qū)域內的支承元件，該支承元件的溫度通過冷卻介質而得以下降，從而能夠降低易出問題的部位上的溫度，這相應地提高了那里的支承元件的使用壽命進而整體上提高了風扇的使用壽命。在合適的構型中，這樣的支承管能夠構造得非常輕并且節(jié)省材料地構造，但是在此，剛度是足夠的，并且例如在容易出問題的部位上的冷卻方面是功能等同的。


本發(fā)明的其他細節(jié)和有利的改進方案由下面所介紹的并在圖中示出的、被認為不對本發(fā)明構成限制的實施例而獲得，以及由從屬權利要求而獲得。其中圖1示出在裝配驅動馬達及風扇葉輪之前，軸向風扇的殼體的透視圖示，在中心處，可以看到支承管；圖2示出類似于圖1的圖示，該圖示由大致另一視角并且以大大放大的比例尺得出；圖3示出由圖示圖2的底側看的圖示，沿圖1的箭頭III的方向的圖示；圖4示出轉子的圖示，在該轉子上布置有風扇葉輪；圖5大致沿圖1的箭頭III的方向示出殼體、驅動馬達和風扇葉輪的透視圖示；
圖6以自類似于圖1的視角來看示出殼體、驅動馬達和風扇葉輪的透視圖示；圖7以類似于圖5的圖示示出已裝配的風扇的縱剖圖；圖8示出測量曲線的圖示，該圖示出在支承管中沒有通道的風扇的情況下的測量，以及在應用不帶徑向風扇葉輪的標準轉子的情況下的測量；圖9示出類似于圖8的圖示，其中，風扇與圖8中的情況尺寸相同，但是在轉子中具有徑向風扇葉輪并且在支承管中具有通道，但所述通道在這里是封閉的，從而沒有空氣能夠通流所述通道；以及圖10示出類似于圖8和圖9的圖示，其中，風扇與在圖8和圖9中的情況尺寸相同，但是在轉子中具有徑向風扇葉輪并且在支承管中具有通道，所述通道是敞開的，從而在運行中，空氣通流所述通道，如在圖7中示意性示出的那樣。
具體實施例方式圖1示出了典型的設備風扇22的殼體20，所述設備風扇22就如通圖6中已組裝狀態(tài)下所示出的那樣。在這里，風扇22具有帶七個風扇葉片沈的風扇葉輪M，這些風扇葉片26固定在驅動馬達27的中間轉子觀上，并且這些風扇葉片沈在圖6中沿箭頭30的方向轉動，也就是逆時針地轉動，從而空氣在圖6中沿箭頭34的方向，即自上向下被輸送穿過風扇22。由此，在風扇22處產(chǎn)生相應的壓力差，也就是說，在圖6中，下方的壓力大于上方的壓力。所輸送的空氣的通流方向34同樣在圖7中示意性對應于該圖的右半邊地示出。風扇葉輪M在圖4中自圖6中底側加以示出。轉子觀在其外側具有呈罐形或者呈鐘罩形的殼體四，所述殼體由合成材料制成，該殼體四與葉片26是一體式的，就如圖5 明確示出的那樣。將磁性的背扣部件(RUckschlussteilHO通過注射成型(molding)固定在殼體 29中，該背扣部件40的形狀最佳地由圖7得知。在背扣部件40的中心處的凸緣41中，借助合適的金屬合金化件42(例如ZAMAK)而鑄成轉子軸46的圖7中的上端部44。在鑄型過程中，優(yōu)選也產(chǎn)生小的徑向風扇葉輪48，該小風扇葉輪48在那里在運行中使空氣保持運動，并且改善了冷卻，特別在卷繞頭區(qū)域內的冷卻。在有些情況下，這種風扇葉輪是不需要的，這要通過試驗來測定。軸46的上端部44具有環(huán)形槽45，金屬合金化件42嵌入該環(huán)形槽45中，參看圖7。在背扣部件40中固定有多級的、經(jīng)徑向磁化的磁環(huán)47。軸46支承在兩個軸承52、54中，在這里為球軸承，將軸承52、54的內圈推到軸46 上。在圖7中的下部軸承M的內圈附加地通過止推環(huán)56加以保持。上部軸承52的外圈被從上方壓入到支承管62的凹部60中，直至達到止擋64，并且同樣地將下部軸承討的外圈從下方擠入到支承管62的凹部66中直至相同的止擋64。 該止擋64以預先給定的間距對兩個外圈加以保持。支承管62由合適的合成材料制成，所述合成材料具有必須的機械穩(wěn)定性和耐熱性。該支承管62在這里與法蘭70是一體的，該法蘭70的功能是，對驅動馬達27的內部定子72以及用于馬達電子裝置的附屬電路板76加以承載。該法蘭70經(jīng)由在殼體20的外圈 80中的輪幅78來保持。內部定子72具有配有定子繞組82的疊片84，參看圖7，該疊片84壓到支承管62 的外側上的肋片81之上，直至達到止擋86 (圖幻，從而使由疊片84產(chǎn)生的耗損熱量傳遞到支承管62上并且經(jīng)由該支承管62傳遞到上部軸承52上(圖7)。支承管62配有例如十個貫通的通道90 (圖2)，這些通道90的角度伸展α例如可以為25°。在這些通道之間分布有角度伸展例如為11°的徑向肋片92，也就是說，通道90 的角度伸展是肋片92的角度伸展的1. 5至3倍。肋片81在徑向處在通道90的外部。如圖3和圖5所示地，通道90延伸穿過法蘭70，從而在圖7中冷空氣能夠從風扇 22的壓力側(下部)穿過通道90向上流動，如示意性地而且僅對應于圖7右側地通過箭頭 94所示意示出的那樣。該空氣94冷卻支承管62，并且在圖7中向上輸送自疊片84達到支承管62中的熱量。在那里，空氣沿著箭頭96在定子磁極之間向下流過定子繞組82的卷繞頭，并且然后從那里沿著箭頭98流向轉子觀和法蘭70之間的縫隙100，并且在那里由沿箭頭34方向從旁流經(jīng)的空氣帶走(文丘里效應)，從而在內部定子72中在運行期間，實現(xiàn)了持續(xù)的而且有力的空氣流通，這種空氣流通主要對上部軸承52和定子繞組82加以冷卻，并且由此，延長了風扇22的使用壽命，參看圖10。即支承管62在截面中具有蜂巢結構，這實現(xiàn)了使風扇在沒有更多花費的情況下延長壽命。在此，徑向風扇葉輪48 (如果存在的話)產(chǎn)生了在內部定子72的圖7中的上部中流通空氣的分配，并且由此產(chǎn)生了均勻的冷卻。圖8示出了對應標準風扇的測量曲線，其中，在轉子觀中未設置徑向風扇葉輪，并且應用不具蜂巢結構的實心支承管。以P來標示電功率，電功率的規(guī)格在圖8中右邊示出。經(jīng)測量的室溫以102來標示，并且這里室溫102為。104是定子繞組82 (圖7)相對于室溫102的溫差，也就是說，在體積流0時，該溫差是38K并且在體積流為380m3/h時，降到22K。106是上部球軸承52的溫差，并且108是下部球軸承M的溫度，兩個溫差都是相對于室溫而言而定?？梢钥闯觯趫D7中的上部球軸承52比下部球軸承M更熱，因為上部球軸承冷卻得較差。圖9示出了與帶有蜂巢結構的支承管62對應的測量曲線，但其中，通道90是封閉的。又以P標示出電功率，該電功率示出如在圖8中的情況相類似的分布，并且該電功率的規(guī)格在圖9中同樣右邊地示出。室溫以112標示并且在這里室溫112為23°C。114是定子繞組82相對于室溫的溫差。116是上部球軸承52相對于室溫的溫差。曲線118示出下部球軸承M相對于室溫的溫差?？梢钥闯觯喜壳蜉S承52比下部球軸承M熱大約漲。圖10示出了與帶有如圖2所示的蜂巢結構的支承管62對應的測量曲線，其中，通道90是敞開的，從而空氣流動穿過通道90和馬達27，如在圖7中通過流體箭頭94、96、98 示意示出的那樣。還設置有徑向風扇葉輪48 (圖4)。又以P標示電功率。圖9和圖10的比較表現(xiàn)出顯著差異。室溫在圖10中以122標示，并且在這里室溫122為23°C。以1 標示繞組溫度與室溫的差異，并且比圖9中的情況略低一些，這是因為繞組82得到了更好地冷卻。上部球軸承52與室溫的溫差以1 標示，并且這里比圖9中的情況低10K，也就是說，與圖9中的情況相比，上部球軸承52在圖10的情況下得到明顯更好地冷卻。用128標示下部球軸承M與室溫122的溫差。該溫差比圖9中的情況小大約7K， 也就是說，軸承M得到明顯更好地冷卻，從而總體上通過依照圖1至7所述的措施獲得了風扇22明顯更高的使用壽命，而為此無需更多成本。自然的是，在本發(fā)明的范圍內，多樣的變動方案和修改方案是可行的。
權利要求
1.具有電子換向的驅動馬達07)的風扇，所述風扇02)具有帶內側和外側的支承管(62)；所述驅動馬達(XT)的布置在所述支承管(6 的所述外側的區(qū)域內的內部定子；在運行中與所述內部定子(7 配合作用的外部轉子( )，在所述外部轉子08)的外周上布置有所述風扇02)的風扇葉片06)；布置在所述支承管(6 的所述內側上的支承元件(52、54)；與所述外部轉子(28)連接的軸(46)，所述軸06)借助這些支承元件(52、54)支承在所述支承管(62)中；以及，設置在所述支承管(6 中的通道(90)，所述通道(90)在所述風扇0 的運行中使得冷卻介質能夠通流穿過所述支承管(62)。
2.根據(jù)權利要求1所述的風扇，其中，所述支承管(6 至少部分地由合成材料制成。
3.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的風扇，其中，所述設置在所述支承管(6 中的通道(90)在橫截面中來看，按蜂巢方式相鄰布置。
4.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的風扇，其中，所述支承管(6 布置在法蘭(70) 上，并且所述通道(90)的至少一部分延伸穿過所述法蘭(70)。
5.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的風扇，其中，在所述支承管(90)中，在所述通道 (90)之間設置有承載區(qū)段(92)，所述承載區(qū)段(9 從所述支承管(90)的所述內側延伸至所述支承管的所述外側。
6.根據(jù)權利要求5所述的風扇，其中，在周向上來看，所述通道(90)的平均伸展為所述承載區(qū)段(92)的平均伸展的大約1. 5至大約3倍。
7.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的風扇，其中，在所述支承管(6 的所述內側上設置有對于支承元件(5254)的止擋(64)。
8.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的風扇，其中，所述冷卻介質是空氣，所述空氣通過由所述風扇0 在運行中產(chǎn)生的壓差來運動穿過所述設置在所述支承管(6 中的通道 (90)。
9.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的風扇，其中，所述轉子08)按鐘罩方式來構造， 所述轉子08)的所述軸06)固定在所述鐘罩的底部。
10.根據(jù)權利要求9所述的風扇，其中，所述轉子08)的所述軸06)鑄型到所述鐘罩的底部上的凹部中。
11.根據(jù)權利要求10所述的風扇，其中，由如下原料構造徑向風扇葉輪(48)，借助所述原料，所述軸G6)鑄型到所述鐘罩的底部上的所述凹部中，所述徑向風扇葉輪G8)具有如下功能，即，將自所述設置在所述支承管(62)中的通道(90)中流出的冷卻介質在所述鐘罩的所述底部的區(qū)域內加以分配。
12.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的風扇，其中，為了所述冷卻介質從所述風扇 (22)中流出，設置有縫隙(100)，在運行中由所述風扇所給送的空氣在所述縫隙(100)處從旁流經(jīng)(34)，并且由此，在該縫隙(100)的區(qū)域內產(chǎn)生低壓。
全文摘要
具備電子轉向驅動馬達(27)的風扇具有帶內側和外側的支承管(62)。在外側的區(qū)域內布置有驅動馬達(27)的內部定子。馬達的外部轉子(28)在運行中與內部定子(72)配合作用。在外部轉子(28)的外周上布置有風扇(22)的風扇葉片(26)。支承元件(52、54)處在支承管(62)的內側上，借助所述支承元件(52、54)對與外部轉子(28)連接的軸(46)加以支承。在支承管(62)中設置有通道(90)，所述通道(90)在風扇(22)的運行中使得冷卻介質能夠通流穿過支承管(62)。
文檔編號H02K5/20GK102474153SQ201080032518
公開日2012年5月23日 申請日期2010年7月1日 優(yōu)先權日2009年7月18日
發(fā)明者彼得·拉格 申請人:依必安-派特圣喬根有限責任兩合公司