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Stand der
Technik
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Die
Erfindung geht aus von einer Tragstrebe für Schutzgitter für Lüfter sowie
einem Verfahren zu ihrer Herstellung.
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Schutzgitter
schützen
Lüfterrotore,
beispielsweise von Axiallüftern,
gegen Berührung
von außen. Sie
bestehen aus im allgemeinen konzentrisch zur Drehachse des Lüftermotors
angeordneten Gitterringen aus Draht, die an radial angeordneten,
als Halterungsarme dienenden Tragstreben befestigt, meist angeschweißt sind.
Die Tragstreben können
aus haarnadelartig gebogenen Drahtschlaufen, wie sie beispielsweise
in der
DE 33 11 660
C2 gezeigt sind, bestehen. Seine räumliche Gestalt erhält das Schutzgitter
durch ein mehrfaches Abwinkeln der Tragstreben mit unterschiedlichen
Winkeln (
DE 299 00
923 U1 ).
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In
der Regel sind die Schutzgitter an der Wandung, in die der Lüfter eingebaut
wird, befestigt. An dem gegenüberliegenden,
also auf dem Innenkreis des Schutzgitters liegenden Ende der Tragstreben
ist der Lüftermotor
mit seiner Statorbuchse bzw. seinem Lagerschild mit dem Schutzgitter
fest verschraubt. Diese Verbindungsstellen haben eine hohe Belastung
auszuhalten. Über
sie werden das Biegemoment, das der Lüftermotor auf das Schutzgitter ausübt, das
durch die Rotation hervorgerufene Moment sowie alle anderen durch
die Lüfterfunktion
bedingten Kräfte,
wie Schwingungen, An- und Abbremsmomente u. a. auf die Tragstreben
des Schutzgitters übertragen.
Daher müssen
sowohl die Tragstreben als auch ihre Verbindungsstellen besonders
stabil ausgebildet sein. Für
größere Lüfter, beispielsweise
mit Axialmotoren ab einer Baugröße von 710
mm Durchmesser werden aus einem Flachprofil bestehende Tragstreben
verwendet, wobei das Flachprofil über seine hohe Kante gebogen
ist. Die Tragstreben erhalten hierdurch eine hohe Biegesteifigkeit.
Um die Tragstrebe an dem Lüftermotor
sowie in der Wandung, beispielsweise mittels eines Wandringes, zu
befestigen, müssen
an den Enden der Tragstreben Befestigungsmittel vorgesehen sein.
Zur Befestigung mit dem Wandring ist an dem äußeren Ende der Tragstrebe eine
mit Bohrungen versehene Lasche angeschweißt. Mittels Schrauben wird
die Lasche auf den Wandring aufgeschraubt. Zur Verbindung mit dem
Lüftermotor
sind die Tragstreben mit ihrem inneren Ende an einen ebenfalls mit
Bohrungen versehenen Flanschring angeschweißt, der mit dem Lüftermotor
verschraubt wird.
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Der
Nachteil dieser Tragstreben besteht darin, dass ihre Herstellung
aufgrund der erforderlichen Lasche und des Flanschringes sowie der
beiden notwendigen Schweißverbindungen
sehr aufwendig ist. Diese Schweißverbindungen müssen aufgrund
der geforderten Stabilität von
besonderer Güte
sein. Da die Lüftergitter
zum Zweck des Korrosionsschutzes beschichtet, meist pulverbeschichtet,
werden, müssen
die Schweißnähte einer
speziellen Vorbehandlung vor dem Beschichtungsvorgang unterzogen werden,
um eine gute Haftung des Beschichtungsmaterials zu erzielen. Abgesehen
von dem damit verbundenen zusätzlichen
Aufwand haftet die Beschichtung nicht dauerhaft an fehlerhaften
Stellen der Schweißnaht,
beispielsweise Gas- oder Schlackeeinschlüssen, die auch nicht durch
die spezielle Vorbehandlung beseitigt werden können. Solche Stellen sind dann
eher korrosionsanfällig
als andere Bereiche der Tragstrebe, so dass die Tragstreben in der Folge
gerade an diesen für
die Stabilität
der gesamten Lüfteranordnung
wesentlichen Bereichen zu korrodieren beginnen.
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Die Erfindung
und ihre Vorteile
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Die
erfindungsgemäße Tragstrebe
mit ihren kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 hat demgegenüber den
Vorteil, dass die für
die Befestigung an oder in einer Wandung sowie zur Aufnahme des
Lüftermotors
erforderlichen Mittel nicht mehr als separat hergestellte Befestigungsteile
an der Tragstrebe durch einen Fügevorgang
befestigt werden müssen,
sondern dass sie bereits bei ihrer Herstellung Bestandteil der Tragstrebe
sind. Die allein durch das vorteilhafte Umformen hergestellte Tragstrebe
besitzt also sofort nach Abschluss aller Biegevorgänge an ihren
beiden Enden das jeweils erforderliche Befestigungsmittel. Dadurch
sind weder Schweißvorgänge noch
spezielle Schweißnahtvorbehandlungen
für die
Beschichtung erforderlich, was die Herstellung der Tragstrebe wesentlich
vereinfacht. Ein wesentlicher Vorteil besteht darüber hinaus darin,
dass sie sich als ein aus einem Stück gefertigtes Teil ohne Probleme
beschichten lässt,
so dass Korrosion aufgrund einer mangelhaften Beschichtung in den
kritischen Bereichen ihrer Montage mit einem Wandring bzw. Lüfter von
vorn herein vermieden wird. Die einteilige Ausführung, d. h. die Integration der
Befestigungsmittel in die Tragstrebe, hat darüber hinaus den Vorteil, dass
zur Verbindung mit dem Lüfter
ein Flanschring nicht mehr erforderlich ist. Vielmehr kann der innere
Aufnahmewinkel jeder Tragstrebe direkt mit dem Stator des Lüftermotors verbunden
werden.
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Nach
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Tragstrebe
ein Umformteil, d. h. der Aufnahmewinkel zur Aufnahme des Lüfters und/oder der
Haltewinkel zur Befestigung des Schutzgitters an oder in einer Wandung
sind durch Biegevorgänge
an das Flachprofil angeformt. Das hat den Vorteil, dass als Ausgangsmaterial
einfacher Flachstahl verwendet werden kann. Diese Fertigungsvariante
ist besonders günstig
und damit auch kostensparend.
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Nach
einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die
Tragstrebe ein Stanzteil sein. Diese Art der Herstellung wird man
auswählen, wenn
entweder Biegevorrichtungen zum Biegen von Flachprofilen über die
hohe Kante nicht zur Verfügung
stehen oder das verwendete Material ein Biegen über die hohe Kante nicht zulässt. In
diesem Fall wird die Tragstrebe in ihrer die Form des Schutzgitters
bestimmenden Hauptkontur aus einer Blechtafel ausgestanzt, wobei
Länge und
spätere
Anordnung des jeweiligen Aufnahme- bzw. Haltewinkels bei der Gestaltung
des Stanzteils (Abwicklung) berücksichtigt
werden müssen.
Nach dem Ausstanzen werden Aufnahme- bzw. Haltewinkel lediglich
noch in ihre entsprechende Lage gebogen.
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Nach
einer zusätzlichen
vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht die Tragstrebe
aus einem Gussteil. Da diese Fertigungsart die Herstellung einer
Gießform
erfordert, ist sie allerdings nur dann sinnvoll, wenn trotzdem noch
eine ausreichende Wirtschaftlichkeit gegeben ist.
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Weitere
Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der
nachfolgenden Beispielbeschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen entnehmbar.
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Zeichnung
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Zwei
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und im Folgenden
näher beschrieben.
Es zeigen
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1 die
Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Tragstrebe, bei der die
Ebene der Befestigung am Wandring und die Ebene der Befestigung des
Lüftermotors
parallel zueinander liegen,
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2 die
Draufsicht auf diese Tragstrebe,
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3 die
Seitenansicht dieser Tragstrebe,
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4 die
Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Tragstrebe, bei der die
Ebene der Befestigung am Wandring und die Ebene der Befestigung des
Lüftermotors
senkrecht zueinander stehen,
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5 die
Draufsicht auf diese Tragstrebe und
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6 die
Seitenansicht dieser Tragstrebe.
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Aus
der in 1 dargestellten Vorderansicht ist die Form einer
erfindungsgemäßen Tragstrebe, die
die räumliche
Gestalt des Schutzgitters bestimmt, zu erkennen. Sie wurde aus einem
Flachstahl hergestellt und weist einen langen Schenkel 1 sowie
einen rechtwinklig zu diesem über
die hohe Kante des Flachstahls abgebogenen kurzen Schenkel 2 auf. Der
lange Schenkel 1 ist vor seinem freien Ende zweimal um
den gleichen Winkel, jedoch in entgegen gesetzten Richtungen über die
hohe Kante abgewinkelt. Dadurch erhält das Schutzgitter entlang
seines Radius zwei unterschiedlich hohe Bereiche, wodurch es der
Form der hier nicht dargestellten Rotorblätter des Axiallüfters angepasst
ist. An das freie Ende des langen Schenkels 1 ist ein Aufnahmewinkel 3 zur
Befestigung des Axiallüfters
angeformt, der mit einer Bohrung 4 versehen ist. Der Aufnahmewinkel 3 wird durch
zwei Biegevorgänge
an dem inneren freien Ende der Tragstrebe hergestellt. Zunächst wird
der Flachstahl rechtwinklig über
die hohe Kante in die gleiche Richtung wie der kurze Schenkel 2 gebogen. Dieses
abgebogene Ende wird nunmehr über
die Materialdicke des Flachstahls um 90° gebogen, was aus den 2 und 3 erkennbar
wird. Unter Berücksichtigung
der beiden Biegeradien und der Länge
des Aufnahmewinkels 3 lässt
sich die vor den Biegevorgängen
benötigte
gestreckte Länge
dieses freien Endes des Flachstahls genau errechnen. Durch das exakt
rechtwinklige Abbiegen des Flachstahls über die hohe Kante steht der
Aufnahmewinkel 3 nach dem zweiten Biegevorgang auch exakt
senkrecht von dem Flachprofil ab.
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Aus
den 2 und 3 ist ferner erkennbar, dass
das freie Ende des kurzen Schenkels 2 in der gleichen Richtung
wie der Aufnahmewinkel 3 abgewinkelt ist, wodurch ein Haltewinkel 5 entsteht,
der zur Befestigung der Tragstrebe an bzw. in einer Wandung ebenfalls
mit einer Bohrung 6 versehen ist.
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Diese
Anordnung von Aufnahmewinkel 3 und Haltewinkel 5 der
Tragstrebe ist dann erforderlich, wenn die Befestigungsebene an
bzw. in der Wand parallel zur Befestigungsebene des Axiallüfters verläuft, was
insbesondere auch aus den 2 und 3 erkennbar
ist. Verlaufen diese beiden Befestigungsebenen nicht parallel zu
einander, kann die Tragstrebe wie in den 4 bis 6 gezeigt
gestaltet sein. Wie aus 4 erkennbar, besteht auch diese
Tragstrebe aus einem langen Schenkel 1' sowie einem stumpfwinklig zu diesem über die
hohe Kante des Flachstahls abgebogenen kurzen Schenkel 2'. Der lange
Schenkel 1' ist
im Unterschied zu der Tragstrebe gem. 1 nur einfach
abgewinkelt. In dieser Darstellung wird auch der kurze Ansatz der technologisch
bedingten Abwinkelung des freien Endes des langen Schenkels 1' über die
hohe Kante durch den angedeuteten Radius am Ende des langen Schenkels 1' sichtbar. Allerdings
erfolgte diese Abwinkelung nicht rechtwinklig, so dass der Aufnahmewinkel 3', der durch
die abschließende
Biegung des so abgewinkelten freien Endes über die Materialdicke des Flachstahls
um 90° entstanden
ist, über
die eigentliche Länge
der Tragstrebe in Richtung der Drehachse des Axiallüfter hinausragt,
was auch aus 5 erkennbar ist.
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Aus 4 ist
auch die zuvor beschriebene rechtwinklige Abwinkelung des kurzen
Schenkels 2' in
gleicher Richtung wie die Abwinkelung des langen Schenkels 1' erkennbar.
Beide Abwinkelungen bestimmen das Profil des Lüftergitters. Um nun jedoch das
Schutzgitter in einer rechtwinklig zu der Aufnahmeebene des Axiallüfters liegenden
Befestigungsebene einer Wand montieren zu können, muss der dafür vorgesehene
Haltewinkel 5' ebenfalls
durch den bereits zu der Tragstrebe aus 1 bis 3 beschriebenen
zweifachen Biegevorgang erzeugt werden. Auch hier ist der erste
Biegevorgang über
die hohe Kante andeutungsweise in 4 noch durch den
Biegeradius an dem Ende des kurzen Schenkels 2' zu erkennen,
der hier jedoch im Unterschied zu der Biegung des freien Endes des
langen Schenkels 1' um
exakt einen rechten Winkel erfolgt. Unmittelbar an diesen Biegeradius
schließt
sich die zweite, nunmehr aber über
die Dicke des Flachstahls geführte rechtwinkelige
Biegung des freien Endes des kurzen Schenkels 2' an, so dass
der dadurch entstandene Haltewinkel 5' genau rechtwinklig zu dem kurzen Schenkel 2' verläuft, was
auch aus den 5 und 6 ersichtlich
ist. Zur Befestigung der Tragstrebe an bzw. in einer Wandung ist
der Haltewinkel 5' ebenfalls
mit einer Bohrung 6' versehen.
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Die
in diesen beiden Ausführungsbeispielen beschriebenen
Biegeverfahren zur Herstellung der Tragstreben sind technologisch
sehr vorteilhaft, da als Ausgangsmaterial lediglich Flachstahl verwendet wird.
Natürlich
ist es auch denkbar, derartige Tragstreben zu gießen oder
als kombiniertes Stanz-Biegteil herzustellen.
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Alle
in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und den Zeichnungen dargestellten Merkmale
können
sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
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- 1;
1'
- Langer
Schenkel
- 2;
2'
- kurzer
Schenkel
- 3:
3'
- Aufnahmewinkel
- 4;
4'
- Bohrung
- 5:
5'
- Haltewinkel
- 6;
6'
- Bohrung