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Wärmemanagement

Wie zuverlässig sind Lagersysteme in Lüftern?

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Ausführungen der Lüftergenerationen

Lüfter der ersten Generation enthielten zwei zylindrische Lager, die in einem genau herzustellenden Lagerrohr eingepresst wurden. Die radiale Wellenpositionierung ist durch den Innenzylinder des Lagers gegeben, die axiale Position erfolgt durch Endbegrenzungsscheiben. Diese Konstruktion ist heute nur noch vereinzelt anzutreffen, weil durch unkontrollierten Ölverlust an der Propellerseite die Lager nach kurzer Gebrauchszeit trocken laufen können.

In modernen Lüftern gebräuchlichen Gleitlagerkonstruktionen haben ein weiteres axiales Lager, das sogenannte Spurlager. Die axiale Position von Welle und Rotor ist dadurch eindeutig bestimmt, ohne dass die Stirnseiten des Sinterlagers berührt werden, so dass ein Ölaustritt verhindert wird. Das kuppenförmig ausgebildete Wellenende muss jedoch kraftschlüssig an das Spurlager, das meist aus Polyamid hergestellt ist, gedrückt werden. Dies wird durch eine magnetische Kraft erreicht, die, je nach Motordesign, verschiedenartig erzeugt werden kann.

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Mit einem Eisenrückschluss gegenüber den Stirnseiten des Permanentmagneten kann eine solche Kraft erzeugt werden (Bild 2). Bei Motoren mit radial angeordneten Hauptmagneten wird die Kraft ausgenutzt, die entsteht, wenn die magnetischen Mitten von Magnet und Stator nicht genau gegenüber liegen. Bei einem Versatz der magnetischen Mitten entsteht eine axiale Kraft, welche die Motorleistung kaum beeinflusst (Bild 3).

Sehr flache Lüfter enthalten oft einen Scheibenläufer mit axial angeordnetem scheibenförmigem Magneten. Durch den Eisenrückschluss im Stator entsteht automatisch die gewünschte Axialkraft. Beide Konstruktionen sind seit mehr als 30 Jahren bekannt, setzten sich aber erst neuerdings in Lüftern durch.

Eine weitere, ebenso länger bekannte Verbesserung betrifft das Sinterlagersystem selbst. In älteren Konstruktionen sind zwei getrennte Sinterlager in relativ kurzem Abstand zueinander angeordnet. Die mechanischen Toleranzen von Zentrizität und Geradheit führen zu großen Fluchtungsfehlern. Dabei werden die Lager oft nur an den Kanten belastet, der Ölfilm bildet sich nur unvollkommen aus und das Öl kann an nicht gewünschter Stelle austreten.

Einstückige Doppellager

Durch die Zusammenlegung der beiden Lagerstellen in ein einstückiges „Doppellager“ umgeht man die Toleranzen der getrennt montierten Lager. Die Herstellung ist zwar etwas teurer, das wird aber durch die wesentlich vereinfachte Montage kompensiert.

Heute bieten fast alle Lüfterhersteller Gleitlagerlüfter an, die die vorstehend genannten vorteilhaften Konstruktionen enthalten. Alle Eigenschaften sind bei SEPA-Lüftern im MagFix-Gleitlager realisiert. In der Lüfterserie Eco Fan kommt außerdem ein neuer Rotor mit 0,8 mm dünnen Flügeln zum Einsatz.

Darüber hinaus enthält die Welle rotorseitig eine Rille, die Ölabwandern zuverlässig verhindert. Beides erhöht die Zuverlässigkeit dieser Gleitlagerlüfter außerordentlich. Moderne Gleitlagerlüfter werden heute in vielen Applikationen eingesetzt, in denen ein niedriger Preis wichtig ist und durchschnittliche Anforderungen gestellt werden.

Wenig bewährt haben sich Gleitlager in AC-Lüftern, da dort eine magnetische Positionierung schwierig zu realisieren ist und wegen der Erwärmung des Motors und dadurch des Lagers die Gefahr von Ölverlust deutlich steigt.

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