Vroeger, in de tijd dat je het nog over "vroegâh" had, hadden ventilatoren die op gelijkspanning werkte nog koolborstels en en collector. De koolborstels waren de geleiders die de spanning naar het midden van de fan brachten via de collector. Dit werkte samen als een soort commutator, doordat de fan draaide werden verschillende wikkelingen aangestuurt en zo draaide de fan zijn rondjes. De fans waren redelijk klein en vaak konden de koolborstels dus niet vervangen worden, dus als de koolborstels versleten waren kon je je fan weggooien.
Door de loop van de jaren zijn de ventilatoren verbetert en zijn de zogenaamde "brushless DC-fans" gemaakt. In het nederlands "borstelloze gelijkspanning fans". Deze fans hadden geen mechanische commutatie meer, maar electrische. Het mooie daaraan is dat electronica niet slijt en dat de fans dus eindeloos mee kunnen gaan. Maar al snel bleek dat de fans een andere beperkende factor hadden: de lagering (in het engels bearing) bleek nu de levensbepalende factor te zijn van de DC brushless fans.
Door de jaren heen is er onderzoek gedaan en zijn er een aantal lageringen ontwikkelt welke nu mainstream zijn in de computerfan wereld.
Sleeve-bearing - glijlager
Glijlagers worden gemaakt door brons-pulver onder zeer hoge druk samen te persen. De dichtheid van persen en de kwaliteit en samenstelling van het brons (die de hardheid bepaalt!) is doorslaggevend voor de kwaliteit van een glijlager. Maar zelfs het beste glijlager dat er is zal vrij snel kapot gaan als de smering niet goed is. Doordat sleeve-bearing fans soms horizontaal gemonteerd worden loopt de olie naar beneden en daardoor kan het lager dus kapotgaan. Glijlagers moeten dus eigenlijk alleen verticaal gemonteerd worden.
Voordelen:
- Goedkoop te maken
- Stillere loop dan een kogellager (als het lager nog in orde is)
Nadelen:
- Kortere levensduur dan kogellager
- ratelend bijgeluid, zodra enige slijtage aanwezig is
- horizontale montage van de fan bekort de levensduur aanzienlijk
Doorsnede van een glijlager.
Ball-bearing - kogellager
In de wereld van kogellagers zijn twee types te onderscheiden. Namelijk dual ball bearing en single ball bearing.
Single ball bearing houd in dat er één kogellager in de fan zit. Single ball bearing heeft een langere levensduur dan sleeve bearing, maar door de vibratie van de fan heeft dit type lager een kortere levensduur dan dual ball bearing.
De voordelen en nadelen van single ball bearing:
Voordeel:
- Langere levensduur dan een glijlager,
- Goedkoper dan dual ball bearing
nadelen:
- door vibratie (en de slijtage daarvan), versnelde slijtage aan het lager.
- wat hogere geluidsproductie dan een in goede staat verkerend glijlager.
Dan dual ball bearing. Dat is een type lager waarbij er twee kogellagers achter elkaar staan. In principe is dit het beste lager. Het nadeel van vibratie wat single ball bearing heeft, heeft dit type lager niet. En daarom is dit het type lager dat het langste meegaat.
Voordelen:
- Langste levensduur, deze dingen gaan echt lang mee.
Nadelen:
- Hogere prijs van de fan
- Hogere geluidsproductie
Doorsnede dual-ball bearing. Bij single-ball bearing kan je een van de twee lagers wegdenken.
Ball/sleeve bearing
Ball/sleeve bearing is een type lager dat niet al te veel voorkomt. Het bestaat uit een kogellager met daarachter een glijlager.
Voordelen:
- In principe heeft dit type fan een langere levensduur dan single ball bearing omdat de vibratie die de fan heeft bij single ball bearing op word gevangen door de sleeve bearing,
- De belasting op elk van de beide lagers is aanzienlijk kleiner, omdat ze achter elkaar zitten. Gevolg: hogere levensduur, minder snel ratelende bijgeluiden.
Nadelen:
- door verschillende lagers, verschillende standtijden. Het ene lager zal beslist eerder de geest geven dan het andere.
Ball/sleeve bearing.
Maar, tot nu toe is alleen het principe aan bod geweest. In de praktijk speelt ook de kwaliteit een rol. Een slechte dual-ball bearing fan kan korter leven dan een goede sleeve bearing fan, dus de theorie zegt niet alles. In de praktijk komt behalve de kwaliteit ook de plaatsing van de fan aan bod. Een fan met sleeve bearing gaat namelijk vrij snel kapot als ze horizontaal gemonteerd zijn, en dat verklaart al voor een groot deel dat er zoveel sleeve bearing fans kapot gaan. Daarnaast is het aantal goedkope fans dat er op de markt word gedumpt met sleeve bearing niet meer te tellen. Die worden verkocht voor lage prijzen in electronica zaken en de kwaliteit ervan is niet al te hoog.
Goede kwaliteit sleeve bearing bestaat wel, maar het is erg lastig om het te vinden. Dat komt voornamelijk omdat er vanuit de industrieele markt bijna geen vraag is naar sleeve bearing fans. Daar gaat namelijk betrouwbaarheid en levensduur boven geluidsproductie en prijs.
Maar ook in kogellager land is er veel verschil in kwaliteit. Goede betrouwbare lagers komen van NMB en SKF, en die zie je ook in veel kwaliteit fans toegepast worden.
Het staal waar de kogeltjes van gemaakt worden moeten superhard en spiegelglad zijn. Ook mag het vet in het lager er niet zomaar uitlopen, het lager is dus gesealt zodat het vet er niet uit loopt. Daardoor kunnen kogelgelagerde fans ook horizontaal gemonteerd worden. Ook bij kogellagers speelt smering een grote rol. Zonder smering lopen er groeven in het lager en dan is het snel afgelopen. Maar, voordat het zo is dat een kogellager fan kapot is, ben je echt jaren verder. In de tussentijd zijn de meeste glijlagers al 10 keer kapot gegaan.
De conclusie van dit verhaal is dat je goed moet kijken naar de toepassing van de ventilator. Als je de lange levensduur van dual-ball bearing niet nodig hebt (en dat kan zo 50000 uur zijn - in een jaar zit 8760 uur) zou je kunnen beslissen om sleeve bearing te nemen. Dat is een stuk goedkoper en daarnaast ook stiller. Maar, als je zo'n fan horizontaal op je CPU koeler monteerd kan het weer slimmer zijn om toch voor dual-ball bearing te kiezen. Of misschien ball/sleeve bearing.
Je merkt het al: er zijn genoeg punten om op te letten als je een fan wilt aanschaffen. Je kan niet zeggen dat een bepaalde type lager beter is, dat hangt helemaal van de toepassing en eisen van de gebruiker af.