AXIAL VENTILATOR AND METHOD FOR ITS ASSEMBLY

Abstract: Axial fan (10) with a frame (28) and a motor casing (15) containing an electric motor. The motor casing (15) is connected to the frame by means of struts. Electric connecting terminals (21) for the motor are arranged on the frame. To provide a simple, rapid means of making the electrical connection from the motor (12) to the connecting terminals, electrical motor contacts (33) are connected to the winding of the motor inside the motor casing and a contact pin (34) is pressed against each motor contact; the contact pin passes through a strut (16) into the inner space (41) of the frame, where it is pressed against a mating contact (35) which is connected electrically to a connecting terminal (21). <IMAGE>

Description: Axialventilator und Verfahren zu seinem Zusammenbau Die Erfindung betrifft einen Axialventilator gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1 und ein Verfahren zu seinem Zusammenbau. Bei Axialventilatoren, auf die sich die Erfindung bezieht, kann es sich insbesondere um Axialventilatoren nicht sehr grosser Leistung von vorzugsweise marx. 500 Watt handeln, wie sie in Wohn- und BUrogebäuden, Gaststätten und dergl. zur Haftung von RAumen:;verwendet werden, in denen sich Personen aufhalten können, vorzugsweise um Fensterventilatoren, Wandventilatoren, Unterputzventilatoren, Rohrventilatoren und Dachventilatoren. Jedoch ist die Erfindung auch bei anderen Axialventilatoren anwendbar, auch bei solchen mit Leistungen von Uber 500 Watt. Bevorzugt ist die Erfindung f(1r Axialventilatoren vorgesehen, die in grösseren St(ick- zahlen hergestellt werden und bei denen deshalb erwünscht ist, ihren Zusammenbau möglichst stark zu automatisieren. Bei von der Anmelderin hergestelten Axialventilatoren der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art erforderte bisher die Herstellung der elektrischen Verbindung zwischen der Wicklung des Stators und den räumlich vom Motor am Ventilatorgehäuse angeordneten Anschlussklernrnen erhebliche Zeit in Anspruch nehmende Handarbeit. Diese Handarbeit wird besonders zeitaufwendig und schwierig dann, wenn von dem Motorgehäuse noch eine gewisse Dichtheit, bspw. Schutz gegen Spritzwasser,verlangt wird, denn dann können die elektrischen Verbindungsleitungen von der Wicklung zu den Anschlussklemmen wegen der geforderten Dichtheit des Motorgehäuses nur durch Durchbrtche und Bohrungen hindurch verlegt werden, was auch schwierige FUge- arbeiten erfordert. Die Verlegung der elektrischen Yerbindungsleitungen stellt deshalb bisher einen erheblichen Kostenfaktor dar und erfordert auch gut eingelernte, getibte Arbeitskrtfte. Auch besteht bei der Handarbeit Fehlergefahr. Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, einen Axialventilator der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art zu schaffen, bei dessen Zusammenbau die Herstellung der elektrischen Verbindung zwischen der Motorwicklung und den Anschlussklemmen leicht und rasch möglich ist, vorzugsweise vollständig oder weitgehend automatisiert werden kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch einen Axialventilator gemäss Anspruch 1 gelöst. Ein er- findungsgemässes Verfahren zum Zusammenbau eines solchen Axialventilators ist in Anspruch 9 beschrieben. Indem die elektrische Verbindung zwischen der Motorwicklung und den Anschlussklemmen die Kontaktstifte und die durch sie kontaktierten Motor- und Gegenkontakte aufweisen, lässt sich ihre Herstellung beim Zusammenbau des Axialventilators völlig oder im wesentlichen automatisieren. Die Motorkontakte können von Hand oder selbsttätig am Stator angeordnet und mit den betreffenden Drahtenden der Statorwicklung bspw. kraftachltvsig, durch Löten oder auf sonstige Weise verbunden werden. Die Xontaktstifte können problemlos manuell oder selbsttätig in die Streben eingefugt werden oder in sie mit eingespritzt werden. Die Gegenkontakte können problemlos manuell oder selbsttätig am Ventilatorgehäuse angebracht und mit den Anschlusskontakten verbunden werden. Beim Zusammen- bau des Axialventilators kommen dann die elektrischen Verbindungen zwischen den Kontaktstiften und den Motorund Gegenkontakten problemlos zustande, vorzugsweise selbsttätig. Die Gegenkontakte und vorzugsweise auch die Anschlusskiemmen sind in einem Innenraum des Rahmens angeordnet, so dass sie gegen Beruhrung hierdurch geschützt sind, und auch problemlos gegen Spritzwasser, störende Verschmutzung oder dergl. geschützt sind. Bevorzugt können sie an einer än einer Wand des Rahmens anbringbaren Leiterplatte angeordnet sein. Die Erfindung ermöglicht insbesondere auch dann die selbsttätige Herstellung der elektrischen Verbindungen zwischen dem Motor und den Anschlussklemmen, wenn das Motorgehäuse nach aussen abgedichtet ist und es so den Motor gegen UmwelteinfltRse wie Spritzwasser, Schmutz und dergl., abkapselt. Bei dem Motor kann es sich vorzugsweise um einen xUrzsccluss- läufermotor handeln. Der Motor kann ferner vorzugsweise einphasig sein und keinen Schutzleiteranschluss benötigen, so dass fctr ihn nur zwei Kontaktstifte benötigt werden. Vorzugsweise kann jeder Kontaktstift in einer nur ihm zugeordneten Strebe angeordnet sein. Es ist jedoch auch möglich, in mindestens einer Strebe mindestens zwei gontaktstifte anzuordnen. In der Zeichnung sind Ausftlhrungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es teigen: Fig. 1 eine Frontansicht eines Axialventilators gemäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 2 eine Seitenansicht des Axialventilators nach Fig. 1 in teilweise geschnittener Darstellung, Fig. 3 eine explodierte Seitenansicht des Axial ventilators nach Fig. 1 und 2 in teilweise geschnittener Darstellung Fig. 4 eine Vorderansicht des Gehäusehauptteiles des Ventilatorgehäuses des Axialventilators nach den Fig. 1 bis 3, Fig. 5 eine Variante einer Einzelheit des Axialventilators nach den Fig. 1 bis 4 in geschnittener, vergrösserter Darstellung. Der in der Zeichnung dargestellte Axialventilator 10 kann vörzugsweise einen Wandventilator bilden, der wie in Fig. 2 strichpunktiert angedeutet in einen Durchbruch einer Wand 11 eines Gebäudes oder dergl, eingesetzt werden kann und dem Lüften des betreffenden Gebäuderaumes dient. Br kann jedoch auch irgendwelche andere geeignete Ausbildung aufweisen, bspw. zum Einsetzen in ein Fenster, Dach oder dergl.. Dieser Axialventilator 10 weist einen Elektromotor 12, vorzugsweise einen Xurzschlussläufermotor, auf, auf dessen Läuferwelle ein Flügelrad-13 befestigt ist, das der Förderung der Luft dienende Flügel 14 aufweist. Dieser Motor 12 ist in ein Motorgehäuse 15 eingesetzt, das vollständig oder weitgehend nach aussen abgedichtet ist, so dass der Motor 12 gegen Spritzwasser, Regenwasser und dergl. geschützt ist. Das Motorgehäuse 15 ist mittels vier radialen Streben 16 an dem Gehäusehauptteil 17 eines Ventilatorgehäuses 19 angeordnet. Dieses Gehäusehauptteil 17 weist ein Rahmenteil 27 und einen Rohrstutzen 29 auf. Das Rahmenteil 27 trägt eine Leiterplatte 20, an der die Motoranschlussklemmen 21 zum Anschluss eines elektrischen Kabels 22 in grösserem Abstand vom Motor 12 befestigt sind. An dieses Gehäusehauptteil 17 ist ein Frontteil 23 des Ventilatorgehäuses 19 angesetzt, das eine mittlere Scheibe 24 aufweist, die mittels Streben 25 an einem quadratischen Rahmenteil 26 gehalten sind. Diese Streben 25 liegen direkt vor den Streben 16 des Gehäusehauptteiles 17. Das Gehäusehauptteil 17 weist das schmale quadratische Rahmenteil 27 auf,das formschlüssig und ggfs. kraftschlüssig an das Rahmenteil 26 angesetzt ist und zusammen mit ihm einen hohlen, ringförmigen Rahmen 28 bildet, in dessen Innenraum 41 die Anschlussklemmen 21 und die Leiterplatte 20 angeordnet sind. Die Innenumfangswandteile 29', 29" der Rahmenteile 26, 27 bilden einen Abschnitt des Luftkanales 40 dieses Äxialventilators 10, der auf dem grössten Teil seiner Länge durch einen an das Rahmenteil 27 einstückig mit angespritzten Rohrstutzen 29 gebildet ist. Das Rahmenteil 27 trägt mittels der Streben 16 das Motorgehäuse 15. Der Rohrstutzen 29 bildet eine Verlängerung des runden, axialen Innenumfangswandteiles 29". Das Motorgehäuse 15 und das Flügelrad 13 befinden sich innerhalb des Luftkanales 40. Um bei dem Zusammenbau der in Fig. 3 in explodierter Darstellung gezeigten Teile dieses Axialventilators 10 die elektrische Verbindung zwischen dem Motor 12 und den Anschlussklemmen 21 selbsttätig, d. h. mittels automatischer Einrichtungen und damit ohne manuelle Mitwirkung vornehmen zu können, sind hier folgende Massnahmen vorgesehen: : Auf einen rtlckwärtigen Vorsprung 30 des Motors 12, in dem eines der Lager der Läuferwelle angeordnet ist und das zum Stator 31 gleichachsig.ist, jedoch kleineren Durchmesser als der Stator aufweist, ist ein Kunststoffring 32 reibungs- und formschlüssig aufgeschoben, an dem an zueinander diametralen Stellen als Motorkontakte 33 zwei federnde Kontaktbleche angeordnet sind, an die die Drahtanschlussenden der Wicklung des Stators 31 angeschlossen sind, bspw. angeklemmt, angelötet oder auf sonstige Weise, was ebenfalls in einer vorangegegangenen Fertigungsstufe automatisch vorgenommen werden kann, oder welcher elektrische Anschluss auch selbsttätig beim Aufschieben des Ringes 32 auf den Vorsprung 30 stattfinden kann, indem bspw. die Wicklung an zwei fest am Stator angeordnete Kontakte angeschlossen ist, die beim Aufschieben des Ringes 32 mit den beiden Kontaktblechen 33 in kraftschltssigen, elektrischen Kontakt kommen. In diesem Aufthrungsbeisplel ist in zwei zueinander diametrale Streben 16, die das Gehäusehauptteil 17 mit dem Motorgehäuse 15 verbinden, je ein metallischer Kontaktstift 34 fest eingesetzt. Diese Kontaktstifte 34 ragen mit ihren einen Enden in den Innenraum des Motorgehäuses 15 etwas hinein und mit ihren anderen Enden etwas über den Rohrstutzen 29 hinaus, Der Gehäusehauptteil 17, die Streben 16 und das Motorgehäuse 15 können zusammen ein einstückiges Teil aus vorzugsweise thermoplastischem Kunststoff bilden. Es ist möglich, die Kontaktstifte 34 beim Spritzen dieses Bauteiles in die Streben 16 mit einzuspritzen. Es ist auch möglich, diese Kontaktstifte 34 in die Streben 16 nachträglich, bspw. unter Erwärmung durch Ultraschall einzusetzen, indem diese Erw & mung des Kontaktstiftes das thermoplastische Material bei seinem Hineindrücken in die Streben 16 soweit aufschmilzt, dass die Kontaktstifte 34 die Streben 16 durchdringen können und nach Beendigung des Einsetzens erstarrt das die Kontaktstifte 34 umgebende thermoplastische Material wieder. Diese Kontaktstifte bestehen aus elektrisch gut leitendem Metall, wie Messing oder dergl.. In diesem Auführungibeispiel benötigt der Motor 12, weil er ein einphasiger Wechselstrommotor ist, nur zwei Anschlusskontakte und keinen Schutzleiter. Wenn ein drei Anschlussklemmen benötigender Motor, bspw. ein Drehstrommotor vorgesehen ist, wird eine dritte elektrische Verbindung zwischen der Wicklung und der dann vorhandenen dritten Anschlussklemme in gleicher Weise wie für die beiden anderen elektrischen Verbindungen hergestellt, indem in eine dritte Strebe 16 des Gehäusehauptteiles 15 ein dritter Anschlusskontaktstift eingesetzt ist und an dem Ring 32 und der Leiterplatte 20 ihm zugeordnete als dritte Motor- und Gegenkontakte dienende Kontaktbleche angeordnet werden. Der Zusaramelrbau dieses Axialventilators 10 kann wie folgt erfolgen: Auf den Motor 12 wird der Ring 32 aufgeschoben und die Wicklung elektrisch mit den an ihm angeordneten Kontaktblechen 33 verbunden, was vorzugsweise selbsttätig durchgeführt werden kann. Am Gehäusehauptteil 17 wird die Leiterplatte 20 befestigt und hierdurch die elektrische Verbindung zwischen den an ihr angeordneten Kontaktblechen 35 und den Kontaktstiften 34 selbsttätig hergestellt. Der Motor 12 mit montiertem Flügelrad 13 wird in das Motorgehäuse 15 eingeschoben, wobei selbsttätig die elektrische Verbindung zwischen jedem der beiden Kontaktbleche 33 und den zugeordneten Kontaktstiften 34 An zwei Randbereichen der Leiterplatte 20 ist je ein als federndes Kontaktblech ausgebildeter Gegenkontakt 35 so angeordnet, dass das eine Kontaktblech 35 beim Zusammenbau der Teile in Kontakt mit dem betrefffenden freien Ende des einen Kontaktstiftes 34 und das andere Kontaktblech 35 mit dem entsprechenden freien Ende des anderen Kontaktstiftes 34 in kraftschlüssigen Kontakt kommt, so dass beide Kontaktbleche 35 dann ständig durch ihre Eigenfederung an diese Kontaktstiftenden angedrückt sind. Die Leiterplatte 20 ist zu diesem Zweck an der radialen Wand 36 des Gehausehauptteiles 17 im Abstand von ihr befestigt, bspw. auf Haltezapfen aufgesteckt, angeschraubt oder dergl. Es ist selbsttätiges oder manuelles Ansetzen der Leiterplatte 20 an das Gehäusehauptteil 17 mit minimalem Zeitaufwand möglich, da sich die elektrischen Verbindungen der. Kontaktbleche 35 mit den Kontaktstiften 34 dabei von selbst ergeben und nicht von Hand vorgenommen werden müssen. Diese beiden Kontaktbleche 35 sind mittels an der Leiterplatte 20 befindlichen Leiterbahnen mit den zugeordneten elektrischen Anschlussklemmen 21 eIektri#ch-verbü##den. Die Moritäge dieäer Anächl#ss- klemmen 21 und der Kontaktbleche 35 auf der Leiterplatte 20 kann problemlos selbsttätig vorgenommen werden. zustande kommt, sodass nunmehr die Motorwicklung elektrisch an die Anschlussklemmen 21 angeschlossen ist. An die Anschlussklemmen wird das elektrische Anschlusskabel 22 angeschlossen und dann wird das Frontteil 23 an dem Gehäusehauptteil 17 befestigt. Damit ist der Zusammenbau beendet. Die Motor- und Gegenkontakte 33, 35 können auch auf andere Weise am Motor 12 bzw. Ventilatorgehäuse 19 angeordnet werden. Bspw. können die Motorkontakte 33 direkt an dem Vorsprung 30 oder Stator 31 gegen ihn elektrisch isoliert befestigt sein. Oder die Gegenkontakte 35 und Anschlussklemmen 21 können unter Fortfall der Leiterplatte 20 direkt an dem Gehäusehauptteil 17 befestigt sein. Anstatt der federnden Kontaktbleche 33 und/oder 35 können oft zweckmässig auch starre Motor- bzw. Gegenkontakte vorgesehen sein und zu ihrer sicheren Kontaktierung können die Kontaktstifte 34 aus elastisch federndem Metall, bspw. aus federnder Bronze hergestellt sein, so dass ebenfalls sicherer, kraft schltissiger Kontakt selbsttätig beim Zusammenbau des Axialventilators zustande kommt. Anstatt die Kontaktstifte 34 an den Streben 16 unbeweglich zu halten,kann auch vorgesehen sein,dass sie in Durchgangsbohrungen der Streben 16 axial beweglich eingesetzt werden, wie es an einem Ausfthrungsbei- spiel in Fig. 5 für einen einzelnen Kontaktstift dargestellt ist. Hier ist in der Strebe 16 ein durch gehender Kanal 37 vorhanden, in den der Kontaktstift 34 mit Gleitlagerspiel oder auch ggf. mit grösserem Seitenspiel eingesetzt ist. Dieser Kontaktstift 34 liegt mit seinem einen Ende am federnden Kontaktblech 33 des Motors 12 und mit seinem anderen Ende an dem an der Leiterplatte 20 befestigten federnden Kontaktblech 35 an. Diese beiden Kontaktbleche können auch so ausgebildet sein, dass sie den Kontaktstift 34 zentriert halten, bspw. hierfür L5cher, Schlitze oder Einbuchtungen aufweisen, in die die freien Enden des starren Kontaktstiftes 34 formschlüssig eingreifen. Es kann auch vorgesehen sein, die Kontaktbleche 33 oder die Rontaktbleche 35 durch unbewegliche, starre Kontakte zu ersetzen, vorzugsweise an dem Ring 32 unbewegliche Motorkontakte anzuordnen, an die die Kontaktstifte 34 durch die federnden Kontaktbleche 35 angedrückt werden oder die sie ggf. auf andere Weise kontaktieren. Bspw. kann oft zweckmässig auch vorgesehen sein, die Kontaktstifte 34 in Gewindebohrungen der Motorkontakte einzuschrauben oder die Motorkontakte als Buchsen oder Steckerstifte auszubilden und die Kontaktstifte in Art einer Steckverbindung in sie einzustecken bzw. auf sie auf in Art von Buchsen aufzustecken. Der Zusammenbau kann im Falle axial beweglicher Kontaktstifte 34 vorzugsweise dadurch erfolgen, dass zuerst der Motor 12 in das Motorgehäuse 15 eingesetzt und dann erst die Kontaktstifte 34 in die Streben 16 eingesetzt werden, und danach die Leiterplatte 20 an dem Gehäusehauptteil befestigt wird. Anschliessend wird wieder das Frontteil 23 befestigt. Der gesamte beschriebene Zusammenbau des Axialventilators ist selbsttätig möglich.

Claims: An axial fan (10) with a hollow frame (28) which bears both a motor housing (15) containing an electric motor (12) and an axial-fan vane-wheel arranged on a rotor shaft of the motor (12), in that the motor housing (15) is connected to the frame (28) by means of struts (16) and electrical connecting terminals (21) for the motor (12) are arranged on or in the frame (28), electrical connecting means leading from these connecting terminals into the motor housing (15) then to the winding of the motor (12), the connecting means passing through at least one of the struts, characterized in that for automatic electrical connection upon assembly, the winding of the motor (12) is connected to electric motor contacts (33) borne by the motor (12) and each motor contact (33) makes contact with a contact pin (34) which projects through a strut (16) into the interior space (41) of the frame (28) and here makes contact with an opposite contact (35) which is electrically connected to one of the connecting terminals (21). An axial fan in accordance with Claim 1, characterized in that at least one motor contact (33) and/or at least one opposite contact (35) is constructed as a resilient contact-sheet of metal. An axial fan in accordance with Claim 1 or 2, characterized in that at least one motor contact (33) and/or at least one opposite contact (35) is a fixed contact onto which the relevant contact pin (34) is applied, preferably pressed thereagainst through its resilience. An axial fan in accordance with any one of the preceding Claims, characterized in that the motor contacts (33) are arranged on a plastics part arranged on the stator of the motor (12), preferably on a plastics ring (32) slid onto the stator. An axial fan in accordance with any one of Claims 1 to 4, characterized in that in at least one of the struts (16) there are arranged at least two contact pins (34). An axial fan in accordance with any one of the preceding Claims, characterized in that the contact pins (34) are arranged in an axially movable manner in the strut (16) or the struts (16). An axial fan in accordance with any one of Claims 1 to 5, characterized in that the contact pins (34) are arranged in a fixed manner in the strut (16) or the struts (16). An axial fan in accordance with any one of the preceding Claims, characterized in that the frame (28) together with a cylindrical piece (29) arranged thereon forms a fan housing (19) within whose air channel (40) there are arranged the motor housing (15) with motor (12) and the vane wheel (13). An axial fan in accordance with any one of the preceding Claims, characterized in that the connecting terminals (21) are arranged on a printed circuit board (20) arranged in the frame (28). An axial fan in accordance with any one of the preceding Claims, characterized in that the opposite contacts (35) and the connecting terminals (21) are arranged on a printed circuit board (20), and the printed circuit board (20) is arranged on an inside wall of the fan housing (19) with coming into contact of the contact pins (34) and the opposite contacts (35). A process for the assembly of an axial fan in accordance with any one of Claims 1 to 10, characterized in that the electrical connections between the motor contacts and the connecting terminals are produced automatically upon assembly. A process in accordance with Claim 11, characterized in that the contact pins are injection-moulded into the strut or struts or are inserted with the application of heat. A process in accordance with Claim 11, characterized in that the contact pins are ― after insertion of the motor into the motor housing ― inserted into channels present in the strut or struts and thereafter the opposite contacts are pressed against these contact pins.

Inventors: VOSSELER, RICHARD, TECHN. ANG., ZEISSIG, ROLF, ING. (GRAD.)
Applicants: MAICO ELEKTROAPPARATE-FABRIK GMBH
Application year: 1986
Main classification: H02K5
IPC codes: H02K7, H02K5, F04D29