DE29521591U1

DE29521591U1 - Fan with a fan wheel

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Publication number: DE29521591U1
Application number: DE29521591U
Authority: DE
Original assignee: Papst Motoren GmbH and Co KG
Current assignee: Ebm Papst St Georgen GmbH and Co KG
Priority date: 1994-02-05
Filing date: 1995-02-02
Publication date: 1997-11-27
Anticipated expiration: 2005-02-03

Description

PAPST-MOTOREN GmbH & CoJ&Kgr;£^# _: . j j j . %.: .·* DE-7006 EPG PAPST-MOTOREN GmbH &CoJ&Kgr;£^# _: . yyy . %.: .·* DE-7006 EPG

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Die Erfindung betrifft einen Lüfter mit einem Lüfterrad, welches auf dem permanentmagnetischen Rotor eines kollektorlosen Gleichstrommotors angeordnet ist.The invention relates to a fan with a fan wheel which is arranged on the permanent magnet rotor of a brushless DC motor.

Ein derartiger Lüfter ist aus dem DE-U-8 702 271 bekannt. Dieser Lüfter weist aber relativ viele Einzelteile und eine zu große Bauhöhe auf.Such a fan is known from DE-U-8 702 271. However, this fan has a relatively large number of individual parts and is too high.

Ein Lüfter dieser Art ist auch in der US-A-5 176 509 beschrieben. Dieser Lüfter zeigt zwar einen vereinfachten Aufbau, ist aber ebenfalls in axialer Richtung zu hoch.A fan of this type is also described in US-A-5 176 509. Although this fan has a simplified design, it is also too high in the axial direction.

Ferner kennt man aus der WO93/19510 einen Lüfter mit einem Lüfterrad, welches auf dem permanentmagnetischen Rotor eines elektronisch kommutierten Kleinmotors angeordnet ist. Zwischen diesem Rotor und der Statorwicklung befindet sich ein Kurzschlußring, der das Anlauf-Drehmoment des Motors nicht verändert, aber es ermöglicht, die Betriebsdrehzahi des Motors auf einen gewünschten Wert zu senken.Furthermore, WO93/19510 discloses a fan with a fan wheel that is arranged on the permanent magnet rotor of an electronically commutated small motor. Between this rotor and the stator winding there is a short-circuit ring that does not change the starting torque of the motor, but makes it possible to reduce the operating speed of the motor to a desired value.

Aus der DE-A-2 718 428 kennt man einen Kompakt-Kleinstlüfter, bei dem zur Erzeugung eines magnetischen Hilfsmoments auf einem Lagertragrohr ein etwa quadratisches Weicheisenstück festgeklebt ist, und zwar innerhalb eines Rotormagnetrings, um in Zusammenwirken mit diesem ein Reluktanzmoment zu erzeugen.DE-A-2 718 428 discloses a compact miniature fan in which an approximately square piece of soft iron is glued to a bearing support tube to generate an auxiliary magnetic moment, specifically within a rotor magnet ring in order to generate a reluctance moment in conjunction with the latter.

Zur Kühlung von wärmeerzeugenden Bauteilen auf Platten, insbesondere Leiterplatten, besteht zunehmend der Bedarf, in der Nähe dieser Bauteile für eine wirksame Abfuhr der Wärme einen kompakten Lüfter anzuordnen.To cool heat-generating components on boards, especially printed circuit boards, there is an increasing need to arrange a compact fan near these components for effective heat dissipation.

Die eingangs genannten und weitere bekannte Lüfter können zwar mit relativ hohem Aufwand auf einer Leiterplatte montiert werden, lassen sich aber nicht wie sonstige Bauteile (Widerstände, Transistoren, Kondensatoren etc.) unmittelbar auf einer Leiterplatte bestücken und anschließend durch ein Lötbad schicken.The fans mentioned above and other known ones can be mounted on a circuit board with relatively high effort, but unlike other components (resistors, transistors, capacitors, etc.), they cannot be mounted directly on a circuit board and then sent through a soldering bath.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Lüfter der vorgenannten Art im Aufbau weiter zu vereinfachen und so zu gestalten, daß der komplett montierte Lüfter wie andere Bauteile unmittelbar auf einer Leiterplatte oder dergleichen bestückt werden kann.The object of the invention is to further simplify the structure of a fan of the aforementioned type and to design it in such a way that the completely assembled fan can be mounted directly on a circuit board or the like like other components.

Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Lüfter mit einem Lüfterrad, welches als Teil des mit einem Rotormagneten versehenen Rotors eines kollektorlosen Gleichstrommotors ausgebildet ist, mit einer Statoranordnung, welche einen Träger für eine Statorwicklung aufweist, welche Statorwicklung mindestens eine Antriebswicklung und eine zur Steuerung der Kommutierung dienendeThis task is solved by a fan with a fan wheel, which is designed as part of the rotor of a brushless DC motor provided with a rotor magnet, with a stator arrangement which has a carrier for a stator winding, which stator winding has at least one drive winding and a winding used to control the commutation.

Sensorwicklung aufweist, mit einem am Träger befestigten Lagertragrohr zur Aufnahme einer Lageranordnung für die Welle des Lüfterrades, mit einer auf der Außenseite des Lagertragrohres vorgesehenen magnetischen Anordnung zur Erzeugung eines magnetischen Hilfsmoments im Zusammenwirken mit dem Rotormagneten, mit einem am Träger vorgesehenen ferromagnetischen Element als magnetischer Rückschluß für den Rotormagneten, und mit am Träger vorgesehenen Befestigungsmitteln zur Befestigung des Trägers auf einer Leiterplatte oder dergleichen, und mit am Träger vorgesehenen elektrischen Anschlüssen für die mindestens eine Antriebswicklung und die Sensorwicklung zur elektrischen Verbindung dieser Wicklungen mit auf der Leiterplatte oder dergleichen vorgesehenen Antriebselektronik des Motors.Sensor winding, with a bearing support tube attached to the carrier for receiving a bearing arrangement for the shaft of the fan wheel, with a magnetic arrangement provided on the outside of the bearing support tube for generating an auxiliary magnetic torque in cooperation with the rotor magnet, with a ferromagnetic element provided on the carrier as a magnetic yoke for the rotor magnet, and with fastening means provided on the carrier for fastening the carrier to a circuit board or the like, and with electrical connections provided on the carrier for the at least one drive winding and the sensor winding for electrically connecting these windings to the drive electronics of the motor provided on the circuit board or the like.

Der erfindungsgemäße Aufbau ermöglicht es, den fertig montierten Lüfter beispielsweise auf einer Leiterplatte eines Gerätes oder dergleichen aufzubringen, z. B. durch eine Schnapp- oder Steckverbindung, und anschließend mit der bestückten Leiterplatte durch ein Lötbad zu gehen und dort die elektrischen Anschlüsse der Wicklungen mit der Leiterplatte zu verbinden, womit eine weitere Montagevereinfachung erreicht wird.The structure according to the invention makes it possible to attach the fully assembled fan, for example, to a circuit board of a device or the like, e.g. by means of a snap or plug connection, and then to pass the assembled circuit board through a soldering bath and there to connect the electrical connections of the windings to the circuit board, thus achieving further simplification of assembly.

Die erfindgungsgemäße Gestaltung des Statorträgers, der vorzugsweise als Kunststoff-Formstück ausgebildet ist, und die im Formstück enthaltenen elektrischen Anschlüsse {z. B. eingespritzte Anschlußstifte) ermöglichen eine automatisierte Fertigung, d. h. das Wickeln, Anschlagen, Anlöten und Prüfen können auf einem Automaten erfolgen.The design of the stator carrier according to the invention, which is preferably designed as a plastic molded part, and the electrical connections contained in the molded part (e.g. injected connection pins) enable automated production, i.e. winding, attaching, soldering and testing can be carried out on an automatic machine.

Das Kunststoff-Formstück nach der Erfindung kann ebenfalls vollautomatisch ohne manuelles Einlegen der Anschlußstifte und des Rückschlußelementes gefertigt werden. Die gedeckelte Ausführung des Radiallüfterrades ermöglicht neben der geringen Bauhöhe eine bessere Führung des Luftstroms.The plastic molded part according to the invention can also be manufactured fully automatically without manually inserting the connection pins and the return element. The covered design of the radial fan wheel enables better guidance of the air flow in addition to the low installation height.

Der Aufbau des Lüfters gemäß der Erfindung erweitert die Anwendungs- und Befestigungsmöglichkeiten. The design of the fan according to the invention expands the application and mounting options.

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen sowie aus den Unteransprüchen.Further details and advantageous developments of the invention emerge from the embodiments described below and shown in the drawings as well as from the dependent claims.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 die Unteransicht eines ersten Ausführungsbeispiels einesFig. 1 shows the bottom view of a first embodiment of a

erfindungsgemäßen Lüfters;fan according to the invention;

Fig. 2Fig.2 undand 77 Fig. 3Fig.3 undand 99 Fig. 4Fig.4 Fig. 10 bisFig. 10 to 1515 Fig. 5Fig.5 Fig. 6Fig.6 Fig. 8Fig.8

einen Schnitt entlang der Linie H-Il in Fig. 1;a section along the line H-Il in Fig. 1;

ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Lüfters ima second embodiment of a fan according to the invention in

Schnitt;Cut;

ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Lüfters ima third embodiment of a fan according to the invention in

Schnitt;Cut;

ein viertes Ausführungsbeispiei eines erfindungsgemäßen Lüfters ima fourth embodiment of a fan according to the invention in

Schnitt;Cut;

Anwendungsbeispiele;Application examples;

Lüfter gemäß der Erfindung mit zusätzlichem Luftführungsgehäuse undFan according to the invention with additional air guide housing and

Befestigungsbeispiele für die erfindungsgemäßen Lüfter.Mounting examples for the fans according to the invention.

In Rg. 1 ist ein Lüfter 1 in einer Ansicht von unten dargestellt. Diese Ansicht zeigt einen Träger 12, der als Kunststoff-Formstück ausgebildet ist. Elektrische Anschlüsse 16, beispielsweise als Anschlußstifte ausgebildet, und Führungsstifte 51; 52 sind im Formstück 12 angeordnet, vorzugsweise eingespritzt. Diese eingespritzten oder eingelegten Anschlußstifte 16 bestehen aus elektrisch leitfähigem Material, beispielsweise aus Metall. Das eine Ende 161 der Stifte 16 ist leitend jeweils mit einem Ende der Wicklungsdrähte 9 verbunden und das andere Ende 162 der Stifte 16 ragt aus dem Träger 12 heraus. Diese Enden 162 werden in dafür vorgesehene Öffnungen oder Vertiefungen einer Leiterplatte 20 (strichpunktiert gezeichnet) gesteckt und verlötet, d.h. kontaktierend mit der Antnebselektronik für den Motor 10 des Lüfters 1 in Verbindung gebracht. Die Anschlußstifte 16 sind vorzugsweise rechtwinklig ausgebildet, wobei das eine Ende 161 in der Ebene des als im wesentlichen als ebenes Teil ausgebildeten Trägers 12 angeordnet ist und das Ende 162 im wesentlichen rechtwinklig aus dem Träger 12 herausragt. Ebenso sind die Führungsstifte 51; 52 vorzugsweise auch als rechtwinklige Stifte aus einem elektrisch leitfähigen Material ausgebildet, deren eine Enden 151; 152 in der Ebene des Trägers 12 liegen und deren andere Enden 153; 154 im wesentlichen in gleicher Länge und parallel zu den anderen Enden 162 der Anschlußstifte 16 aus dem Träger 12 herausragen. Ein Rückschlußelement 17 für einen Rotormagneten 45, im Ausführungsbeispiel eine ferromagnetische Blechscheibe in Form eines Kreisrings, ist ebenfalls im Formstück 12 mit eingespritzt. Befestigungsmittel 15, beispielsweise als geschlitzte Schnappbolzen ausgeführt, sind an der Unterseite des Formstücks angespritzt. Die Befestigungsmittel dienen als Motagehilfe bzw. zur Befestigung des Lüfters 1 an einer Leiterplatte 20, die in Fig. 2 strichpunktiert angedeutet ist. An der Unterseite des FormstücksIn Fig. 1, a fan 1 is shown in a view from below. This view shows a carrier 12, which is designed as a plastic molded part. Electrical connections 16, for example designed as connection pins, and guide pins 51; 52 are arranged in the molded part 12, preferably injected. These injected or inserted connection pins 16 consist of electrically conductive material, for example metal. One end 161 of the pins 16 is conductively connected to one end of the winding wires 9 and the other end 162 of the pins 16 protrudes from the carrier 12. These ends 162 are inserted into openings or recesses provided for this purpose in a circuit board 20 (shown in dot-dash lines) and soldered, i.e. connected in a contacting manner to the drive electronics for the motor 10 of the fan 1. The connecting pins 16 are preferably rectangular, with one end 161 being arranged in the plane of the carrier 12, which is designed as a substantially flat part, and the end 162 protruding substantially at a right angle from the carrier 12. Likewise, the guide pins 51; 52 are preferably also designed as rectangular pins made of an electrically conductive material, one end 151; 152 of which lies in the plane of the carrier 12 and the other ends 153; 154 of which protrude from the carrier 12 at substantially the same length and parallel to the other ends 162 of the connecting pins 16. A return element 17 for a rotor magnet 45, in the exemplary embodiment a ferromagnetic sheet metal disk in the form of a circular ring, is also injected into the molded part 12. Fasteners 15, for example in the form of slotted snap bolts, are molded onto the underside of the molded part. The fasteners serve as an assembly aid or for fastening the fan 1 to a circuit board 20, which is indicated in dash-dotted lines in Fig. 2. On the underside of the molded part

sind Abstandsbolzen 15 angebracht, vorzugsweise auch angespritzt, die zur Einhaltung eines Abstands zwischen der Unterseite des Formstücks 12 und der Platte 20 dienen oder die als Paßoder Führungsbolzen genutzt werden können. Die oben beschriebene erfindungsgemäße Ausgestaltung des Stators, insbesondere des Statorträgers 12, ermöglicht eine weitgehend automatisierte Fertigung, d. h. das Wickeln, Anschlagen und Anlegen der Wicklungsenden an die Stifte 16, Anlöten und Prüfen können auf einem Automaten erfolgen.Spacer bolts 15 are attached, preferably also molded on, which serve to maintain a distance between the underside of the molded part 12 and the plate 20 or which can be used as fitting or guide bolts. The above-described inventive design of the stator, in particular of the stator carrier 12, enables largely automated production, i.e. the winding, striking and placing of the winding ends on the pins 16, soldering and testing can be carried out on an automatic machine.

Fig. 2 zeigt im Schnitt entlang der Linie H-Il in Fig. 1 Einzelheiten des Ausführungsbeispiels gemäß Rg, 1. Auf einem Spulenkörper 121, der in diesem Ausführungsbeispiel auch Teil des Trägers 12 ist, ist eine Statorwicklung 13 aufgebracht, die eine Antriebs- und eine Sensorwicklung aufweist. Ein Lüfterrad 11, in diesem Fall als sog. gedeckeites Radiallüfterrad ausgeführt, enthält eine Welle 5, die als Rotorwelle dient. Die Welle 5 ist in einer Lagerandordnung 34 radial gelagert. Die Lagerandordnung 34, beispielsweise ein Sinterdoppellager, ist in einem Lagertragrohr 14 befestigt. Die Lageranordnung 34 kann je nach Verwendung auch als Wälzlagerung ausgeführt sein. Das Lagertragrohr 14 ist vorzugsweise auch Teil des gespritzten Formstücks 12. Ein oberer in axialer Richtung verlängerter und im Außendurchmesser verkleinerter Rand 8 des Lagertragrohres 14 dient in Verbindung mit einem im Außendurchmesser verkleinerten Bereich des Sinterlagers 34 zur axialen Sicherung des Lagers 34. Das Sinterlager 34 läßt sich auch durch Kleben, Verstemmen u. ä. befestigen. Im Bereich des oberen Randes 8 ist eine magnetische Hilfsanordnung 18 (ferromagnetische oder permanentmagnetische Anordnung) befestigt. Diese Hilfsanordnung 18 kann zur weiteren Kostensenkung als aus gummimagnetischem Material gestanzte Scheibe ausgeführt sein. Eine in das Lagertragrohr 14 eingelegte Lagerschale 6 bildet die axiale Lagerung der Welle 5 . Die Anordnung der Lagerschale 6 bestimmt die Größe des im wesentlichen ebenen Luftspaltes 7 zwischen einem Rotormagneten 45 und einer Statorwicklung 13. Dieser einfache und äußerst kostengünstige kollektorlose Gleichstrommotor 10 weist, wie bereits aus der DE-GM 87 02 271 bekannt, nur eine Statorwicklung auf, die aus einer Antriebswicklung und einer Sensorwicklung besteht und vorzugsweise bifilar gewickelt ist. Zur Vermeidung von Längen wird bezüglich der Form der Wicklung und der Schaltung auf den inhalt der DE-GM 87 02 271 Bezug genommen.Fig. 2 shows a section along the line H-II in Fig. 1 showing details of the embodiment according to Rg, 1. A stator winding 13, which has a drive and a sensor winding, is mounted on a coil body 121, which in this embodiment is also part of the carrier 12. A fan wheel 11, in this case designed as a so-called covered radial fan wheel, contains a shaft 5, which serves as the rotor shaft. The shaft 5 is radially mounted in a bearing arrangement 34. The bearing arrangement 34, for example a sintered double bearing, is fastened in a bearing support tube 14. The bearing arrangement 34 can also be designed as a roller bearing, depending on the use. The bearing support tube 14 is preferably also part of the injection-molded molded part 12. An upper edge 8 of the bearing support tube 14, which is extended in the axial direction and has a reduced outer diameter, serves in conjunction with an area of the sintered bearing 34 with a reduced outer diameter to axially secure the bearing 34. The sintered bearing 34 can also be attached by gluing, caulking, etc. A magnetic auxiliary arrangement 18 (ferromagnetic or permanent magnetic arrangement) is attached in the area of the upper edge 8. This auxiliary arrangement 18 can be designed as a disk punched from rubber-magnetic material to further reduce costs. A bearing shell 6 inserted into the bearing support tube 14 forms the axial bearing of the shaft 5. The arrangement of the bearing shell 6 determines the size of the essentially flat air gap 7 between a rotor magnet 45 and a stator winding 13. This simple and extremely cost-effective brushless DC motor 10 has, as already known from DE-GM 87 02 271, only one stator winding, which consists of a drive winding and a sensor winding and is preferably wound bifilarly. To avoid length, reference is made to the content of DE-GM 87 02 271 with regard to the shape of the winding and the circuit.

Das Lüfterrad 11 enthält im wesentlichen radial verlaufende Schaufeln 21, die zwischen einem ersten Führungsgiied 41 und einem zweiten Führungsglied 42 angeordnet sind. Das erste Führungsglied 41 weist eine zentrale Lufteintrittsöffnung 43 auf und ist im wesentlichen eben ausge-The fan wheel 11 contains essentially radially extending blades 21, which are arranged between a first guide member 41 and a second guide member 42. The first guide member 41 has a central air inlet opening 43 and is essentially flat.

bildet. Das erste und das zweite Luftführungsglied 41; 42 bilden im axialen Querschnitt gesehen in diesem Ausführungsbeispiel einen sich in Richtung nach außen erweiternden Luftaustrittsquerschnitt. Für andere Anwendungen können auch ein sich verengender Querschnitt und auch verschiedene Querschnittsformen konzipiert werden.The first and second air guide members 41; 42, viewed in axial cross section, form in this embodiment an air outlet cross section that widens outwards. For other applications, a narrowing cross section and also different cross-sectional shapes can also be designed.

im Bereich der Lufteintrittsöffnung 43 befindet sich ein Abschnitt 58, in weichem die Weile 5 des Lüfterrades 11 befestigt ist. Im zweiten Luftführungsglied 42 ist eine ferromagnetische Rückschlußscheibe 44 befestigt, auf der der Rotormagnet 45 für den motorischen Antrieb des Lüfterrades 11 angeordnet ist. Es kann auch ein polorientierter Magnet ohne Rückschlußscheibe eingesetzt werden. Die elektrischen Bauelemente (Transistoren, Widerstände usw.) für den Motor 1 befinden sich auf der Leiterplatte 20.In the area of the air inlet opening 43 there is a section 58 in which the shaft 5 of the fan wheel 11 is attached. In the second air guide member 42 a ferromagnetic return plate 44 is attached, on which the rotor magnet 45 for the motor drive of the fan wheel 11 is arranged. A pole-oriented magnet without a return plate can also be used. The electrical components (transistors, resistors, etc.) for the motor 1 are located on the circuit board 20.

Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel mit an der Unterseite des Formstücks angebrachten Abstandsbolzen 25, durch die ermöglicht wird, auch unterhalb des Lüfters 1 auf der Leiterplatte 20 Bauteile anzurodnen. Eine Axiallagerkappe 56 dient wie die Lagerschale 6 in Fig. 1 u. 2 zur axialen Lagerung der Welle 5. Ein Sicherungsring 57 greift in eine Ringnut 59 der Welle 5 und sichert so ein ungewolltes Trennen des Rotors vom Stator.Fig. 3 shows a second embodiment with spacer bolts 25 attached to the underside of the molded part, which make it possible to arrange components on the circuit board 20 below the fan 1. An axial bearing cap 56 serves, like the bearing shell 6 in Fig. 1 and 2, for the axial bearing of the shaft 5. A locking ring 57 engages in an annular groove 59 of the shaft 5 and thus prevents the rotor from accidentally separating from the stator.

Fig. 4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines Lüfters, der im wesentlichen den oben beschriebenen entspricht, allerdings eine eigene Leiterplatte 30 für die Antriebselektronik des Lüftermotors aufweist. Dieser Lüfter wird dort eingesetzt, wo eine Antriebselektronik auf einer Geräte-Leiterplatte nicht vorgesehen ist. Auch dieser Lüfter mitsamt seiner Leiterplatte 30 kann automatisch bestückt und angelötet werden. Die Befestigung geschieht über eine zusätzliche, durch eine Schnappverbindung befestigte Kunststoffabdeckung 60, über Befestigungsmittel 15 oder federnde Schnapphaken 61 oder seitliche Laschen 81. Die Abdeckung 60 dient als Schutzabdeckung und gleichzeitig als Halterung für den Lüfter 1, wobei das Formstück 12 fest mit der Abdeckung 60 verbunden ist, z. B. mittels einer Schnapp- oder Rastverbindung. Die beiden Führungsstifte 51; 52, die bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen nur eine mechanische Stützfunktion haben, werden hier als Anschlußstifte für die Stromversorgung des Lüfters benutzt. Dabei werden die einen Enden 151; 152 mit der Stromzuführung des Motors 10 und die anderen Enden 153; 154 mit der Stromquelle in Verbindung gebracht. Eine Anschlagfläche 55 dient als Axialsicherung für den Rotor des Motors 10.Fig. 4 shows a third embodiment of a fan, which essentially corresponds to the one described above, but has its own circuit board 30 for the drive electronics of the fan motor. This fan is used where drive electronics are not provided on a device circuit board. This fan, together with its circuit board 30, can also be automatically assembled and soldered. It is attached using an additional plastic cover 60 attached by a snap connection, using fastening means 15 or spring-loaded snap hooks 61 or side tabs 81. The cover 60 serves as a protective cover and at the same time as a holder for the fan 1, with the molded part 12 being firmly connected to the cover 60, e.g. by means of a snap or locking connection. The two guide pins 51; 52, which in the embodiments described above only have a mechanical support function, are used here as connection pins for the power supply of the fan. One end 151; 152 is connected to the power supply of the motor 10 and the other end 153; 154 is connected to the power source. A stop surface 55 serves as an axial securing device for the rotor of the motor 10.

Fig. 5 entspricht im wesentlichen dem in Fig. 2 dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiel. Zusätzlich ist hier auf der äußeren Umfangsfiäche des Lagertragrohrs 14 in axialem Ab-Fig. 5 corresponds essentially to the embodiment shown and described in Fig. 2. In addition, here on the outer circumferential surface of the bearing support tube 14 in axial distance

stand zur Hilfsmagnetscheibe 18 eine ferromagnetische Scheibe 19, beispielsweise eine Stahlscheibe, aufgebracht. Zur sicheren Befestigung ist zwischen den Scheiben 18 und 19 ein Abstandsring 29 angeordnet, der einfach auf das Lagertragrohr 14 aufgepreßt sein kann. Diese Ausführung kommt zur Anwendung, wenn der Lüfter 1 "hängend" eingebaut wird. Dabei ragt der Außenbereich der Stahlscheibe 19 mit geringem Abstand in axialer Richtung in den stirnseitigen Bereich des Rotormagneten 45. Durch diese Anrodnung werden axiale Magnetkräfte auf den Rotor erzeugt, die das Herausfallen des Rotors verhindern. Ebenso wird das Geräusch, das durch ein Anschlagen des Rotors des Lüfters 1 an die Anschlagfläche 55 verursacht wird (z. B. aufgrund hoher Stoßbelastungen in Kraftfahrzeugen), verhindert.A ferromagnetic disk 19, for example a steel disk, was applied to the auxiliary magnetic disk 18. For secure fastening, a spacer ring 29 is arranged between the disks 18 and 19, which can simply be pressed onto the bearing support tube 14. This design is used when the fan 1 is installed "hanging". The outer area of the steel disk 19 protrudes a short distance in the axial direction into the front area of the rotor magnet 45. This arrangement generates axial magnetic forces on the rotor, which prevent the rotor from falling out. The noise caused by the rotor of the fan 1 hitting the stop surface 55 (e.g. due to high impact loads in motor vehicles) is also prevented.

Rg. 6 zeigt prinzipiell die Verwendung des Lüfters 1 als sog. Sensorlüfter in einem Kraftfahrzeug. Über einen Sensor 71 wird durch Öffnungen 72, z. B. im Armaturenbrett, ein Luftstrom 79 aus dem Innenraum des Fahrzeugs angesaugt und mittels des Sensors beispielsweise die Raumtemperatur geregelt.Fig. 6 shows in principle the use of the fan 1 as a so-called sensor fan in a motor vehicle. A sensor 71 draws in an air flow 79 from the interior of the vehicle through openings 72, e.g. in the dashboard, and the sensor is used to regulate the room temperature, for example.

Rg. 7 zeigt im Prinzip die Verwendung des Lüfters 1 als sog. Leiterplattenlüfter zur Kühlung von wärmeerzeugenden Bauelementen 75 auf einer Leiterplatte 20 oder dergleichen. Der sehr kompakte erfindungsgemäße Lüfter 1 wird auf der Leiterplatte 20 an der Stelle angebracht, wo der Luftstrom 79 die Bauelemente 75 am wirksamsten kühlen kann.Fig. 7 shows in principle the use of the fan 1 as a so-called circuit board fan for cooling heat-generating components 75 on a circuit board 20 or the like. The very compact fan 1 according to the invention is mounted on the circuit board 20 at the point where the air flow 79 can cool the components 75 most effectively.

Rg. 8 zeigt ein zusätzliches Luftführungs-Gehäuse 65, das außerhalb um das Lüfterrad 11 herum angeordnet und am Formstück 12 mit Schnapphaken 66 befestigt ist. Eine Luftaustrittsöffnung 67 kann dabei je nach Verwendungszweck verschiedene Querschnittsformen und Querschnittsgrößen aufweisen und so den kühlenden Luftstrom 79 gezielt ausblasen.Fig. 8 shows an additional air guide housing 65, which is arranged outside around the fan wheel 11 and is attached to the molded part 12 with snap hooks 66. An air outlet opening 67 can have different cross-sectional shapes and cross-sectional sizes depending on the intended use and can thus blow out the cooling air flow 79 in a targeted manner.

In Rg. 9 ist ein zusätzliches Luftführungs-Gehäuse 68 auf der Geräte-Leiterplatte 20 angebracht. In beiden Fällen (Rg. 8 u. 9) wird der Querschnitt und die Größe der Luftaustrittsöffnung 67 so ausgelegt, daß der kühlende Luftstrom 79 möglichst optimal und in einer vorgebbaren Richtung verläuft.In Rg. 9, an additional air duct housing 68 is attached to the device circuit board 20. In both cases (Rg. 8 and 9), the cross-section and size of the air outlet opening 67 are designed so that the cooling air flow 79 runs as optimally as possible and in a predeterminable direction.

Rg. 10 und Fig. 11 zeigen, vereinfacht dargestellt, die waagerechten Befestigungsmöglichkeiten des Lüfters 1 zum einen direkt auf der Leiterplatte 20 (Rg. 10) und zum andern im Abstand zur Leiterplatte 20 (Rg. 11), der durch die Bolzen 25 erreicht wird.Fig. 10 and Fig. 11 show, in simplified form, the horizontal fastening options of the fan 1, on the one hand directly on the circuit board 20 (Rg. 10) and on the other hand at a distance from the circuit board 20 (Rg. 11), which is achieved by the bolts 25.

In Rg. 12 ist ein abgewinkelter Halter 69 dargestellt, der eine weitere Möglichkeit der Befestigung des Lüfters 1 zeigt. Die Enden 162 der Stifte 16 können mit geringen Mehrkosten so ausgeführtIn Fig. 12 an angled holder 69 is shown, which shows another possibility of fastening the fan 1. The ends 162 of the pins 16 can be designed at little additional cost

werden, daß sie durch die Leiter- oder Befestigungsplatte hindurchragen. Die verlängerten Enden 162 können so als mechanische und gleichzeitig elektrische Verbindung und Befestigung dienen. Die verlängerten Enden 162 können aber auch als Lötstifte genutzt werden, die wie oben beschrieben mit der Leiterplatte mittels Löten verbunden werden.so that they protrude through the circuit board or mounting plate. The extended ends 162 can thus serve as a mechanical and electrical connection and fastening at the same time. The extended ends 162 can also be used as soldering pins, which are connected to the circuit board by soldering as described above.

Der Einsatz des Lüfters 1 kann in schwingungsbelasteten Geräten mit einer Anordnung gemäß Fig. 13 erfolgen. Der Lüfter 1 wird über seine Befestigungsteile 15 in elastische Buchsen 78; 79 eingebracht. Die Buchsen werden einfach in dafür vorgesehende Bohrungen eingeknöpft. Die Anschiußdrähte 9 der Wicklung 13 sind in der Art einer Schraubenfeder gestaltet, um auch hier die Schwingungen aufzufangen und eine Lösung der Lötverbindungen zu verhindern.The fan 1 can be used in devices subject to vibrations with an arrangement as shown in Fig. 13. The fan 1 is inserted into elastic bushings 78; 79 via its fastening parts 15. The bushings are simply buttoned into the holes provided for them. The connecting wires 9 of the winding 13 are designed like a helical spring in order to absorb the vibrations and prevent the soldered connections from coming loose.

In Rg. 14 ist eine besonders einfache Art der Kontaktierung der Anschlußdrähte 9 auf dazugehörige Kontaktstellen 77 auf der Leiterplatte 20. Die als Druckfedern ausgebildeten Enden der Anschlußdrähte 9 kontaktieren unmittelbar die Kontakte 77.In Rg. 14 there is a particularly simple way of contacting the connecting wires 9 with the corresponding contact points 77 on the circuit board 20. The ends of the connecting wires 9, which are designed as compression springs, directly contact the contacts 77.

Für eine besonders sichere Befestigung des Lüfters 1 ist die Ausführung gemäß Fig. 15 geeignet. Die geschlitzten Befestigungsteile 15 sind mit einem Innengewinde versehen. Nach dem Einstecken in die Leiterplatte oder dgl. werden Schrauben 81 in das Innengewinde der Teile 15 geschraubt, wodurch sich die Teile im Endbereich aufspreizen.The design according to Fig. 15 is suitable for a particularly secure fastening of the fan 1. The slotted fastening parts 15 are provided with an internal thread. After insertion into the circuit board or similar, screws 81 are screwed into the internal thread of the parts 15, which causes the parts to spread open in the end area.

Eine wesentliche Kosteneinsparung erbringt das Vorsehen der Antnebselektronik für den Betrieb des Lüfters 1 auf der geräteseitigen Leiterplatte 20. Diese Antriebselektronik wird in der Regel vom Anwender auf der Leiterplatte 20 aufgebracht. Der erfindungsgemäße Aufbau eines Lüfters ist in dieser Anmeldung am Beispiel eines Antriebsmotors mit elektronischer Kommutierung, nur einer Antriebswicklung und axialem Luftspalt erläutert, nicht aber auf diesen Motortyp eingeschränkt. A significant cost saving is achieved by providing the drive electronics for operating the fan 1 on the device-side circuit board 20. This drive electronics is usually applied to the circuit board 20 by the user. The inventive design of a fan is explained in this application using the example of a drive motor with electronic commutation, only one drive winding and axial air gap, but is not restricted to this type of motor.

Selbstverständlich sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung noch zahlreiche weitere Abwandlungen und Modifikationen möglich, wie sich das für den Fachmann ohne weiteres ergibt.Of course, numerous other variations and modifications are possible within the scope of the present invention, as will be readily apparent to those skilled in the art.

Claims

PAPST-MOTOREN GmbH &Cc;K€f#· * * I I. K.I .** DE-7006 EPG * " " &diams; 011-LE/Lz Claims

1. Fan with a fan wheel (11) which is designed as part of the rotor of a brushless DC motor (10) provided with a rotor magnet (45), with a stator arrangement which has a carrier (12) for a stator winding (13), which stator winding has at least one drive winding and a sensor winding used to control the commutation,

with a bearing support tube (14) arranged on the carrier (12) for receiving a bearing arrangement (34) for the shaft (5) of the fan wheel (11), with a magnetic arrangement provided on the outside of the bearing support tube (14)

(18) for generating a magnetic auxiliary torque in cooperation with the rotor magnet (45),

with a ferromagnetic element (17) provided on the carrier (12) as a magnetic yoke for the rotor magnet (45),

with fastening means (15) provided on the carrier (12) for fastening the carrier (12) to a printed circuit board (20) or the like,

and with electrical connections (16) provided on the carrier (12) for the at least one drive winding and the sensor winding for electrically connecting these windings to the drive electronics of the motor provided on the circuit board (20) or the like.

2. Fan according to claim 1, in which the carrier (12) is designed as a one-piece plastic molding, which has a coil body (121) on which the stator winding (13) is located, which has the drive and sensor winding, with connections (16) injected into the carrier (12) that are designed as metal pins, with the respective winding end of the winding wires (9) being contacted at one end (161) of the pins and the other end (162) of the pins protruding from the carrier (12) for fitting the carrier (12) onto the circuit board (20) and for electrical connection thereto, with a bearing support tube (14) arranged on the carrier (12) inside the coil body (121), in which a bearing arrangement (34) for supporting the shaft (5) is fastened, with fastening means (15) attached to the carrier (12) for fastening it on the circuit board (20),

and with spacer bolts (25) attached to the carrier (12).

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3. Fan according to claim 2, in which injected angled connecting pins (16) made of electrically conductive material and injected angled guide pins (51, 52) are provided, one end (151, 152) of the pins being arranged substantially in the plane of the carrier (12), while the other end (153, 154) protrudes from the molded part (12) substantially at the same length and parallel to the other ends (162) of the connecting pins (16).

4. Fan according to claim 2, in which the carrier (12) is designed as a substantially flat molded piece, in which the electrical connections (16) for the windings (13) extend approximately in the plane of the molded piece and outside the space required for winding the coil body (121),

5. Fan according to one or more of the preceding claims, in which a permanent magnetic part (18), in particular a disk made of rubber-magnetic material, is provided on the outside of the bearing support tube (14), which part (18) in cooperation with the rotor magnet (45) generates an auxiliary torque dependent on the rotational position.

6. Fan according to one or more of the preceding claims, in which a preferably plate-shaped ferromagnetic part (17) is arranged in the shaped piece (12) in the area outside the bearing support tube (14).

7. Fan according to one or more of the preceding claims, in which a bearing shell (6) for axially supporting the shaft (5) is mounted in the bearing support tube (14) in the region of one end of the bearing support tube (14).

8. Fan according to one or more of the preceding claims, with a fan wheel with substantially radially extending blades (21) which are arranged between a first air guide member (41) and a second air guide member (42), of which the first air guide member (41) has a central air inlet opening (43) and the second air guide member (42), together with the first air guide member (41), seen in axial section, forms an air passage cross-section which widens outwards and

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in the area of the air inlet opening (43) has a section (58) in which the shaft (5) of the fan wheel (11) is fastened, further with a ferromagnetic return disk (44) fastened in the second air guide member (42), and

with at least one permanent magnet (45) fixed in the second air guide member (42) and arranged on the return plate (44) for the motor drive of the fan wheel (11),

9. Fan according to claim 8, in which the second air guide member (42) extends in the axial direction beyond the end of the permanent magnet (45) facing away from the fan wheel (11),

10. Fan according to claim 8 or 9, in which the second air guide member (42) is at least partially approximately frustoconical.

11. Fan according to one of claims 8 to 10, in which the first air guide member (41) is essentially flat.

12. Fan according to one or more of claims 8 to 11, in which the section of the second air guide member (42) in which the shaft (5) is fastened protrudes through the air inlet opening (43).

13. Fan according to one or more of claims 8 to 12, in which the second air guide member (42) is provided with a collar-like extension (46) which is arranged around the outer circumference of the ring-shaped permanent magnet (45).

14. Fan according to one or more of claims 8 to 13, wherein the first and the second air guide member (41, 42) have substantially the same diameter.

15. Fan according to one or more of claims 8 to 14, in which the ferromagnetic return disk (44) is designed as an annular disk and is held with its inner edge in a section of the second air guide member (42).

16. Fan according to one or more of the preceding claims with a circuit board (30) which is attached directly to the carrier (12) and carries circuit elements for the collectorless DC motor and with a cover (60) which has resilient snap hooks (61).

17. Fan according to one or more of the preceding claims with a ferromagnetic disk (19) which is arranged on the outer circumferential surface of the bearing support tube (14) and serves to generate a substantially axial magnetic pull on the rotor magnet (45), and with a spacer ring (29) which is fastened between the magnetic disk (18) and the disk (19) on the bearing support tube (14), the outer region of the disk (19) protruding into the region of the rotor magnet (45).