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Die Erfindung betrifft einen Diagonal-Ventilator für gasförmige Medien, welcher ein Diagonallaufrad sowie eine sich abströmseitig an das Diagonallaufrad anschließende Leiteinrichtung zur Druckerhöhung des Mediums als auch eine Deckscheibe umfasst.
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Aus der
DE 10 2010 032 168 A1 ist ein solcher Diagonal-Ventilator bekannt. Solche Ventilatoren können ein aus Luft oder anderen Gasen bestehendes Strömungsmedium von innen diagonal nach außen fördern. Derartige Ventilatoren können beispielsweise am Anfang, innerhalb oder am Ende von Rohrleitungen eingesetzt werden, wobei der Einsatz nicht auf die Verwendung von Rohrleitungssystemen beschränkt ist.
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Ein solcher Diagonal-Ventilator umfasst ein Diagonallaufrad, an welches sich in axialer Richtung eine Leiteinrichtung zur Druckerhöhung des Strömungsmediums anschließt. Der Diagonalventilator besitzt ein Diagonallaufrad, welches aus einer Tragscheibe mit daran angeordneten Schaufeln ausgebildet ist, die sich radial nach außen in Richtung einer Deckscheibe erstrecken. Die Deckscheibe ist an einer Einlaufdüse befestigt, welche wiederum an einem äußeren Gehäuseabschnitt einer Ansaugeinheit angeordnet ist. Das Diagonallaufrad wird von einem Motor angetrieben, wobei dessen Motorachse die Tragscheibe trägt. Zwischen den freien Schaufelenden der an der Tragscheibe angeordneten Schaufel und einer in radialer Richtung die Schaufelenden umgebenden Deckscheibe ist ein Spalt gebildet, der aus der Montage der Tragscheibe zum Motor sowie aus der Deckscheibe zur Einlaufdüse der Ansaugeinheit gebildet wird. Mit zunehmender Spaltbreite wird der Wirkungsgrad solcher Ventilatoren nachteilig beeinflusst.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Diagonal-Ventilator zu schaffen, bei welchem der Wirkungsgrad weiter erhöht werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.
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Bei dem erfindungsgemäßen Diagonal-Ventilator ist vorgesehen, dass die Schaufelenden der Tragscheibe und eine den Schaufelenden zugeordnete Umfangsfläche der Deckscheibe zur Einstellung eines Spaltmaßes bzw. einer Spaltbreie des Spaltes in axialer Richtung mit zumindest einer axialen Verstelleinrichtung relativ zueinander positionierbar sind. Dadurch wird ermöglicht, dass eine vorbestimmte, insbesondere eine millimale Spaltbreite einstellbar ist, so dass die Schaufelenden sich unmittelbar bis an die Umfangsfläche der Deckscheibe erstrecken, jedoch gegenüber der Umfangsfläche der Deckscheibe frei rotieren können. Dadurch kann quasi über den gesamten Strömungsquerschnitt zwischen der Deckscheibe und der Tragscheibe bei einer getrennten Anordnung von Deckscheibe und Tragscheibe eine optimale Förderung des gasförmigen Mediums erzielt werden, ohne dass sich eine in dem Spalt zwischen den Schaufelenden der Schaufeln und der Umfangsfläche der Deckscheibe erstreckende Ringströmung ausbilden kann. Dadurch wird der Wirkungsgrad solcher Diagonal-Ventilatoren erhöht.
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Der Diagonal-Ventilator kann zwischen der Tragscheibe und einem die Tragscheibe antreibenden Motor die zumindest eine axiale Verstelleinrichtung aufweisen. Die Deckscheibe ist statisch, also fest an der Ansaugeinheit vorgesehen. Dadurch wird ermöglicht, dass allein durch die Veränderung der Position der Tragscheibe in axialer Richtung bzw. zur Längsachse des Diagonal-Ventilators die Einstellung der Spaltbreite ermöglicht wird.
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Alternativ kann vorgesehen sein, dass zwischen der Deckscheibe und dem Gehäuseabschnitt oder der die Deckscheibe aufnehmenden Einlaufdüse der Ansaugeinheit die zumindest eine axiale Verstelleinrichtung vorgesehen ist. Die Tragscheibe ist statisch, also fest an einer Antriebsachse des Motors vorgesehen. Diese Ausführungsform ermöglicht analog, dass ausschließlich die Deckscheibe in axialer Richtung zur Einstellung der Spaltbreite relativ zur feststehenden Tragscheibe ermöglicht wird.
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Eine weitere alternative Ausführungsform der Erfindung sieht zwischen einer am Gehäuseabschnitt angeordneten Motorabdeckung und einem die Tragscheibe antreibenden Motor die axiale Verstelleinrichtung vor. Auch diese Ausführungsform ermöglicht eine Spalteinstellung zwischen der Tragscheibe und der Deckscheibe in Analogie zur vorherigen Ausführungsform.
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Eine weitere alternative Ausführungsform der Erfindung sieht zwischen einem Gehäuseabschnitt der Leiteinrichtung und einer einen Motor umgebenden Motorabdeckung eine axiale Verstelleinrichtung vor. Dies stellt eine weitere Alternative zur Einstellung des Spaltes zwischen den Schaufeln der Tragscheibe und der Deckscheibe dar.
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Eine weitere alternative Ausführungsform sieht vor, dass sowohl zwischen der Tragscheibe und dem die Tragscheibe antreibenden Motor und/oder zwischen der Deckscheibe und dem Gehäuseabschnitt oder der die Deckscheibe aufnehmenden Einlaufdüse der Ansaugeinheit und/oder zwischen einer Motorabdeckung und dem Motor und/oder zwischen einem Gehäuseabschnitt der Leiteinrichtung und einer den Motor umgebenden Motorabdeckung die zumindest eine axiale Verstelleinrichtung vorgesehen ist. Dadurch kann die Tragscheibe und/oder die Deckscheibe und/oder der Motor und/oder die Motorabdeckung zwischen einer Motorabdeckung und dem Motor und/oder zwischen einem Gehäuseabschnitt der Leiteinrichtung und einer den Motor umgebenden Motorabdeckung in axialer Richtung in der axialen Lage veränderbar und einstellbar sein. Bei einer solchen Ausführungsform, bei der wahlweise eine von vier, zwei von vier, drei von vier oder alle vier Einstellmöglichkeiten vorgesehen sind, ist eine erhöhte Flexibilität in der Einstellung der Spaltbreite gegeben.
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Die axiale Verstelleinrichtung kann zumindest ein Einstellglied aufweisen, durch welches die Tragscheibe zum Motor oder die Deckscheibe zum Gehäuseabschnitt oder zur Einlaufdüse der Ansaugeinheit stufenlos einstellbar ist. Dadurch kann in Abhängigkeit der Fertigungstoleranzen der Bauteile eine exakte Anpassung der Einstellung auf ein vorbestimmtes Spaltmaß oder auf ein millimales Spaltmaß erfolgen.
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Das Einstellglied der axialen Verstelleinrichtung kann in axialer Position zum Motor einerseits oder zum Gehäuseabschnitt oder zur Einlaufdüse andererseits mit einem Kraftspeicherelement vorgespannt angeordnet sein. Dies ermöglicht eine spielfreie Einstellung, wodurch eine erhöhte Präzision in der Einstellung der Tragscheibe und der Deckscheibe zueinander ermöglicht ist.
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Zur dauerhaften Fixierung des Einstellgliedes der axialen Verstelleinrichtung nach der Einstellung der Spaltbreite ist bevorzugt eine Sicherungseinrichtung vorgesehen. Diese ist beispielsweise als eine Klemmeinrichtung ausgebildet, welche eine lösbare Fixierung des Einstellgliedes ermöglicht. Dadurch kann eine nachträgliche Anpassung, beispielsweise bei einer Wartung oder bei einem Austausch, in einfacher Weise ermöglicht sein. Diese Klemmeinrichtung kann, beispielsweise bei einem Einstellglied, welches ein Schraubgewinde umfasst, durch einen Kunststoffgewindeabschnitt als Sicherung ausgebildet sein. Alternativ kann eine Klebe- oder Schweißverbindung zur Sicherung des Einstellgliedes nach der Einstellung der Spaltbreite angebracht werden. Insbesondere können Klebeverbindungen ein nachträgliches Lösen zum Austausch oder zur späteren Einstellung der Spaltbreite ermöglichen.
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Beispielsweise kann die axiale Verstelleinrichtung durch eine Schraubverbindung mit einer Einstellschraube als Einstellglied ausgebildet sein. In Abhängigkeit einer Drehbewegung der Einstellschraube kann eine Stellbewegung in und gegen die axiale Richtung exakt bestimmt werden. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die axiale Verstelleinrichtung durch eine Spannverschlussverbindung ausgebildet ist, bei der das Einstellglied beispielsweise einen Spannbolzen umfasst. Diese Anordnung ermöglicht ebenso ein stufenloses Eintauchen eines Spannbolzens in eine Aufnahme, beispielsweise an einer Antriebsachse des Motors. Ebenso kann der Spannbolzen auch eine Antriebsachse des Motors umgreifen.
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Das Einstellglied der axialen Verstelleinrichtung, welches zwischen der Tragscheibe und dem Motor vorgesehen ist, greift bevorzugt an einer Antriebswelle des Motors an, so dass die Tragscheibe zur Antriebswelle des Motors fixiert ist. Dadurch kann eine konstruktiv einfache Ausgestaltung ermöglicht werden, so dass die Positionierung der axialen Verstelleinrichtung zentral auf bzw. in der Antriebswelle des Motors liegt. Dadurch kann eine unwuchtfreie Anordnung geschaffen werden. Alternativ kann vorgesehen sein, dass an der Antriebswelle ein Kupplungselement anordenbar ist, an welchem das Einstellglied der axialen Verstelleinrichtung angreift. Dadurch wird ein Nachrüsten einer axialen Verstelleinrichtung bei bestehenden Diagonal-Ventilatoren ermöglicht.
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Das Einstellglied der axialen Verstelleinrichtung zwischen der Deckscheibe und dem Gehäuseabschnitt oder der Einlaufdüse ist bevorzugt als Außengewinde ausgebildet, welches an einem Innengewinde des Gehäuseabschnitts oder der Einlaufdüse der Ansaugeinheit angreift. Dadurch kann auch für die Deckscheibe eine stufenlose Einstellung ermöglicht werden. Alternativ kann anstelle des Gewindes auch eine Spann- oder Klemmverbindung vorgesehen sein, um die Deckscheibe in einer eingestellten Position axial zum Gehäuseabschnitt oder zur Einlaufdüse der Ansaugeinheit zu fixieren.
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Alternativ zur stufenlos einstellbaren axialen Verstelleinrichtung kann die axiale Verstelleinrichtung auch auf vorbestimmte Abstufungen einstellbar sein. Dadurch ist eine einfache Montage ohne Justageaufwand ermöglicht.
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Zur Ausgestaltung der gestuften Einstellung ist das Einstellglied beispielsweise als Passstift, als Passfeder oder als Passvorsprung ausgebildet, welche in treppenförmigen Aussparungen, in einzelnen nebeneinander angeordneten Vertiefungen oder Ausnehmungen an der Tragscheibe, Deckscheibe, Einlaufdüse oder Antriebswelle mit voneinander abweichender axialer Tiefe anordenbar sind. Dadurch kann gleichzeitig auch eine formschlüssige Verbindung in radialer Richtung geschaffen werden. Die Vertiefungen, Ausnehmungen oder dergleichen sind entsprechend der Kontur des Passstiftes, der Passfeder oder des Passvorsprungs angepasst, so dass beispielsweise nach dem Positionieren der Tragscheibe auf der Antriebswelle des Motors sowohl eine Ausrichtung der Tragscheibe in radialer Richtung zur Antriebswelle als auch in axialer Richtung gegeben ist. Analoges gilt für die Positionierung der Deckscheibe zum Gehäuseabschnitt oder der Einlaufdüse der Ansaugeinheit.
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Für eine stufenweise Einstellung einer Spaltbreite kann die axiale Verstelleinrichtung ein Einstellglied umfassen, welches als Einstellschraube oder Spannbolzen ausgebildet ist, auf welchem zumindest ein Abstandselement positionierbar ist, wobei Abstandselemente mit einer voneinander abweichenden und vorbestimmten Länge vorgesehen sind. Dadurch kann nach dem Ermitteln der einzustellenden Spaltbreite ein Abstandselement mit einer vordefinierten Länge ausgewählt und auf dem Einstellglied positioniert werden, so dass im Anschluss daran eine vereinfachte Montage gegeben ist. Insbesondere bei Teilen aus einer gleichen Charge wird ein erheblicher Zeitvorteil bei der Montage erzielt.
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Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen:
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1 eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Diagonal-Ventilators,
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2 eine schematisch vergrößerte Ansicht des Details X in 1,
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3 eine schematisch vergrößerte Ansicht des Details Y in 2,
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4 eine alternative Ausführungsform einer axialen Verstelleinrichtung zu 3,
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5a bis 5f schematische Ansichten von weiteren alternativen Ausführungsformen zu 3 und 4,
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6 eine schematisch vergrößerte Ansicht des Details Z in 1,
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7 eine schematisch vergrößerte Ansicht des Details A in 6,
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8a und 8b schematische Detailansichten von alternativen Ausführungsformen zu 7,
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9 eine schematische Schnittdarstellung einer weiteren alternativen Ausführungsform zu 1,
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10a und b schematische Ansichten einer weiteren alternativen Ausführungsform zu 9,
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11 einen schematischen Teilschnitt einer weiteren alternativen Ausführungsform zu 9 und
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12 einen schematischen Teilschnitt einer weiteren alternativen Ausführungsform zu 9.
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In 1 ist eine schematische Schnittdarstellung eines Diagonal-Ventilators 11 dargestellt, der einen äußeren Gehäuseabschnitt 12, insbesondere einen Gehäusemantel umfasst, der einen kreiszylindrischen geraden Zylinderinnenraum umschließt. An seiner linken und rechten jeweils endseitigen Stirnwand 14, 15 sind außen an dem Gehäuseabschnitt 12 jeweils ein rechter und linker Flansch 17, 18 fest angebracht. Mittels dieser Flansche 17, 18 kann an beiden Enden des Gehäuseabschnitts 12 und damit am Diagonal-Ventilator 11 jeweils eine schematisch dargestellte Rohrleitung 21, 22 angeschlossen werden. Der Diagonal-Ventilator 11 kann also zwischen diesen Rohrleitungen 21, 22 eingebaut werden. Ein Außendurchmesser der Rohrleitungen 21, 22 kann auch dem Außendurchmesser des Gehäuseabschnitts 12 entsprechen. Die Rohrleitungen 21, 22 können auch jeweils einen vom Durchmesser des Gehäuseabschnitts 12 abweichenden Durchmesser besitzen und über einen entsprechenden Rohradapter an dem Diagonal-Ventilator 11 angeschlossen werden.
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Der Diagonal-Ventilator 11 besitzt ein Diagonallaufrad 26, das anströmseitig einer Ansaugeinheit 29 zugeordnet ist. Abströmseitig des Diagonallaufrades 26 ist eine Leiteinrichtung 28 und anschließend derselben ein Diffusor 30 innerhalb des Diagonal-Ventilators 11 ausgebildet. Der Diffusor 30 wird durch eine Ausblaseinheit 31 gebildet. Das mittels Diagonallaufrad 26 durch den Diagonal-Ventilator 11 hindurch gedrückte gasförmige Strömungsmedium umströmt einen zentralen Innenraum des Diagonal-Ventilators 11, der nach innen abgegrenzt wird durch eine Tragscheibe 33 des Diagonallaufrades 26 und einen sich an die Tragscheibe 33 strömungsgünstig anschließenden Zwischenmantel 34. Die Tragscheibe 33 krümmt sich abströmseitig in axialer Richtung, so dass diese strömungsgünstig an den in axialer Richtung ausgerichteten Zwischenmantel 34 anstößt. Das Strömungsmedium strömt damit radial außen an der Tragscheibe 33 und dem Zwischenmantel 34 vorbei.
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Das Diagonallaufrad 26 besitzt umfangsmäßig verteilte Schaufeln 36, die mit ihrer einen Seite an der Tragscheibe 33 befestigt sind. Gegenüberliegend weisen freie Schaufelenden 37 der Schaufeln 36 zu einer Umfangsfläche 39 einer Deckscheibe 40, welche an dem Gehäuseabschnitt 12 befestigt ist. Die Schaufeln 34 sind beispielsweise querschnittsmäßig profiliert und dreidimensional verwunden ausgebildet. Die anströmseitigen Eintrittskanten der Schaufeln 36 sind etwa senkrecht zur Strömungsrichtung des sich anströmenden Strömungsmediums ausgerichtet und mit einer Ausrundung versehen. Die abströmseitige Austrittskante der Schaufeln 36 ist ebenfalls etwa senkrecht zur abströmseitig verlassenden Diagonalströmung ausgerichtet. Die Deckscheibe 40 kann ein Stück einer Einlaufdüse 41 bilden. Alternativ kann die Einlaufdüse 41 an dem Gehäuseabschnitt 12 befestigt sein und die Deckscheibe 40 umgreifen oder tragen, so dass ein strömungsgünstiger Übergang von der Ansaugeinheit 29 zur Leiteinrichtung 28 gegeben ist. Sofern die Einlaufdüse 41 und Deckscheibe 40 jeweils getrennt ausgebildet sind, ergibt sich ein dazwischen liegender Ringspalt, der durch ein Dichtungselement abgedichtet werden kann. Alternativ kann ein solcher Ringspalt auch als Strömungslabyrinth ausgebildet sein.
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Die das Diagonallaufrad 26 verlassende Strömung durchströmt anschließend den Bereich der Leiteinrichtung 28. In diesem Abschnitt des Diagonal-Ventilators 11 sind zwischen dem Zwischenmantel 34 und dem Gehäuseabschnitt 12 umfangsmäßig verteilt stationäre Leitschaufeln 45 angeordnet. Durch die Leitschaufeln 45 wird die in schraubenförmiger diagonaler Richtung des Diagonallaufrades 26 verlassende Strömung in eine axiale Strömungsrichtung umgelenkt. Ebenso wie die Schaufeln 36 des Diagonallaufrades 26 sind auch die Leitschaufeln 45 im vorliegenden Beispielsfall profiliert und dreidimensional verwunden ausgebildet. Alternativ könnte bei den Schaufeln 36 und/oder den Leitschaufeln 45 auch auf die Profilierung verzichtet werden.
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In dem von der Tragscheibe 33 des Diagonallaufrades 26 bzw. von dem Zwischenmantel 34 der Leiteinrichtung 28 gebildeten Innenraum 47 befindet sich ein Motor 50, der das Diagonallaufrad 26 mittels einer Antriebswelle 51 antreibt. Der Motor 50 ist an einem Motorhalter angeflanscht, der sich von dem Zwischenmantel 34 aus in den Innenraum 47 hinein erstreckt.
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Im Anschluss an die Leiteinrichtung 28 ist abströmseitig derselben der Diffusor 30 ausgebildet. Der Diffusor 30 wird durch einen sich abströmseitig vergrößernden Strömungsringkanal zwischen einer Motorabdeckung 54 und einer Gehäusewand 56 der Ausblaseinheit 31 konstruktiv verwirklicht. Die Motorabdeckung 54 ist mittels mehrerer hier nicht dargestellten Schrauben an dem Zwischenmantel 34 der Leiteinrichtung 28 befestigt und schließt den Innenraum 47 abströmseitig ab.
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In 2 ist eine schematisch vergrößerte Detailansicht X gemäß 1 dargestellt. Die Tragscheibe 33 des Diagonallaufrades 26 ist über eine axiale Verstelleinrichtung 61 zum Motor 50, insbesondere zur Antriebswelle 51, befestigt. Die axiale Verstelleinrichtung 61 ermöglicht eine Einstellung in axialer Richtung entlang der Achse 62, welche eine Längsachse des Diagonal-Ventilators 11 bildet. Durch eine axiale Verschiebebewegung gemäß Pfeil 63 der Tragscheibe 33 relativ zur Antriebswelle 51 erfolgt eine Einstellung eines Spaltmaßes S zwischen den freien Schaufelenden 37 des Diagonallaufrades 26 und der Umfangsfläche 39 der Deckscheibe 40. Durch eine axiale Verschiebebewegung der Tragscheibe 33 nach rechts, also der Strömrichtung des Mediums entgegen, kann ein millimaler Spalt S eingestellt werden, so dass ein umlaufender Ringspalt zwischen den freien Schaufelenden 37 und der Umfangsfläche 39 der Deckscheibe 40 nahezu eliminiert wird.
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Die Anordnung der axialen Verstelleinrichtung 61 zwischen dem Diagonallaufrad 26 und dem Motor 50, insbesondere zwischen der Tragscheibe 33 und der Antriebswelle 51, stellt eine Möglichkeit dar, um die Spaltbreite S eines rotierenden Diagonallaufrades 26 zu einer feststehenden Deckscheibe 40 mit einer Umfangsfläche 39 einzustellen.
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In 3 ist eine schematisch vergrößerte Ansicht des Details Y in 2 dargestellt. Diese schematische Ansicht zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der axialen Verstelleinrichtung 61. Diese axiale Verstelleinrichtung 61 ist stufenlos ausgebildet. Hierzu umfasst diese ein Einstellglied 65, welches als Schraube ausgebildet ist, die in eine Gewindebohrung 66 in der Antriebswelle 51 eingreift. Die Tragscheibe 33 umfasst zur Befestigung auf der Antriebswelle 51 eine Aufnahme 68, welche hülsenförmig ausgebildet ist und sich von einer inneren Stirnseite der Tragscheibe 33 abströmseitig in Richtung auf den Motor 50 erstreckt. Diese Aufnahme 68 umgreift die Antriebswelle 51, so dass die Tragscheibe 33 auf der Antriebswelle 51 drehgelagert fixiert ist. Zwischen einem Boden 69 in der Aufnahme 68 und einer Stirnseite 71 der Antriebswelle 51 ist bevorzugt ein Kraftspeicherelement 72 vorgesehen, durch welches die Tragscheibe 33 mit der Aufnahme 68 vorgespannt zur Antriebswelle 51 aufgenommen ist. Dieses Kraftspeicherelement 72 ist beispielsweise als Druckfeder, insbesondere einer spiralförmigen Druckfeder, ausgebildet. Alternativ kann das Kraftspeicherelement auch durch eine elastisch nachgiebige Hülse oder dergleichen ausgebildet sein, um die Vorspannung zwischen der Antriebswelle 51 und der Tragscheibe 33 zu erzeugen. Dadurch kann eine spielfreie Einstellung eines Abstandes der Tragscheibe 33 zur Antriebswelle 51, insbesondere zur Stirnseite 71 der Antriebswelle 51, erfolgen, wodurch wiederum die Größe des Spaltes S, wie dies in 2 dargestellt ist, bestimmt wird. Durch eine Eintauchtiefe der Antriebswelle 51 in die Aufnahme 68 der Tragscheibe 33 wird die Spaltbreite S bestimmt. Aufgrund der Kraftwirkung beim Betrieb des Diagonal-Ventilators 11 auf die Schaufeln 36 und somit die Tragscheibe 33, welche anströmseitig wirken, wird die Tragscheibe 33 in dieselbe Richtung gezogen, in welche das Kraftspeicherelement 72 wirkt, also der Strömrichtung des Mediums entgegen. Dadurch ist ein Anschlag in Abströmrichtung nicht erforderlich.
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Zur Sicherung einer Spaltbreite S ist vorgesehen, dass die axiale Verstelleinrichtung 61 eine Sicherungseinrichtung 74 aufweist. Diese kann gemäß dem Ausführungsbeispiel in 3 durch ein Klemmteil in einem Gewinde erfolgen, in dem beispielsweise ein Kunststoffeinsatz vorgesehen ist, der das Einstellglied 65 gegen selbständiges Lösen sichert. Alternativ kann das Einstellglied 65 auch durch eine Klebeverbindung in der Gewindebohrung 66 fixiert sein. Eine solche Klebeverbindung kann beim Aufbringen eines vorbestimmten Drehmomentes wieder gelöst werden.
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Die Tragscheibe 33 weist bevorzugt eine stirnseitige Vertiefung 76 auf, so dass bei der Ausbildung des Einstellglieds 65 als Schraube der Schraubenkopf versenkt darin angeordnet ist. Die Vertiefung 76 kann durch eine nicht näher dargestellte Abdeckkappe geschlossen werden, so dass die Tragscheibe 33 eine vollständig geschlossene Außenkontur aufweist und strömungsgünstig ausgebildet ist.
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Diese axiale Verstelleinrichtung 61 weist den Vorteil auf, dass eine achsnahe Lösung gegeben ist. Diese axiale Verstelleinrichtung 61 kann ohne ein zusätzliches Auswuchten eingesetzt werden. Darüber hinaus ist ein zentraler Anschluss an der Antriebswelle 51 des Motors 50 gegeben.
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Alternativ kann auch eine komplementäre Anordnung vorgesehen sein, indem die Antriebswelle 51 die Aufnahme 68 der Tragscheibe 33 umgreift, wobei ein außenliegendes Kraftspeicherelement 72 angeordnet ist.
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In 4 ist eine alternative Ausführungsform einer stufenlosen axialen Verstelleinrichtung 61 zu 3 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Antriebswelle 51 einen im Durchmesser verjüngten Endzapfen 79 aufweist, auf welchem ein Gewinde aufgebracht ist, so dass dieser mit einem Gewinde versehene Endzapfen 79 das Einstellglied 65 bildet. Die Aufnahme 68 der Tragscheibe 33 umfasst ein Innengewinde, so dass die Tragscheibe 33 auf der Antriebswelle 51 wiederum durch eine Schraubverbindung befestigbar ist. An einer Stirnseite zwischen der Antriebswelle 51 und dem verjüngten Endzapfen 79 greift ein Kraftspeicherelement 72 an, welches sich an einer gegenüberliegenden Stirnseite der Aufnahme 68 der Tragscheibe 33 abstützt. Dadurch kann wiederum eine vorgespannte Aufnahme 68 der Tragscheibe 33 zur Antriebswelle 51 in Analogie zu 3 erfolgen, wobei vorliegend die Konstruktion zu einer spielfreien axialen Verstelleinrichtung 61 führt. Die Sicherung der Position der Tragscheibe 33 zur Antriebswelle 51 kann beispielsweise wiederum durch ein Sicherungselement 74 erfolgen.
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In 5a ist eine alternative Ausführung der axialen Verstelleinrichtung 61 zu 3 und 4 dargestellt. Die axiale Verstelleinrichtung 61 ermöglicht eine gestufte Einstellung des Abstandes zwischen der Tragscheibe 33 und dem Motor 50. Anstelle eines Kraftspeicherelementes 72 gemäß 3 ist ein Abstandselement 78 vorgesehen, welches als starre Hülse mit einer definierten Länge ausgebildet ist. Zur Einstellung der Spaltbreite S können mehrere in vordefinierten Längen vorgesehene Abstandselemente 78 bereit gestellt werden, so dass nach dem Positionieren des Diagonallaufrades 26 beispielsweise mittels einer Einstelllehre zur Deckscheibe 40 das passende Abstandselement 78 ermittelt und eingesetzt wird, um die Tragscheibe 33 mit den Schaufeln 36 exakt auf die Spaltbreite S einzustellen. Im Übrigen entspricht diese Ausführungsform im Aufbau der Ausführungsform in 3, auf welche Bezug genommen wird. Die Verwendung der Abstandselemente 78 kann auch bei der alternativen Ausführungsform gemäß 4 vorgesehen sein.
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In 5b ist eine schematische Seitenansicht einer weiteren alternativen Ausführungsform der axialen Verstelleinrichtung 61 dargestellt, welche eine gestufte Abstandseinstellung und somit eine Spaltbreiteneinstellung ermöglicht. Das Einstellglied 65 ist beispielsweise als Passzapfen 82 ausgebildet, der an der Aufnahme 68 der Tragscheibe 33 hervorstehend vorgesehen ist. Die Aufnahme 68 umgreift eine gestuft ausgebildete Antriebswelle 51 mit einem verjüngten Endzapfen 79, der in die Aufnahme 68 eingreift. Ergänzend ist unmittelbar an den Endzapfen 79 angrenzend in der Antriebswelle 51 eine sich in radialer Richtung erstreckende treppenförmige Aussparung 81 vorgesehen. In Abhängigkeit der Positionierung des Einstellgliedes 65 in der Aussparung 81 kann ein unterschiedlicher Abstand von der Aufnahme 68 zur Antriebswelle 51 eingestellt und somit die Spaltbreite S bestimmt werden. Die Lagesicherung des Einstellgliedes 65 zur Antriebswelle 51 kann durch ein zusätzliches Sicherungselement oder durch eine axiale Verspannung mittels einer Feststellschraube erfolgen. Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Einstellglied 65 mit einer Schmalseite an einer Treppenstufe der treppenförmigen Aussparung 81 anliegt, die in Antriebsrichtung der Antriebswelle 51 weist.
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In 5c und 5d ist eine weitere alternative Ausgestaltung einer axialen Verstelleinrichtung 61 zu 5b vorgesehen, durch welche eine gestufte Einstellung der Spaltbreite S ermöglicht ist. An der Antriebswelle 51 ist beispielsweise als Einstellglied 65 eine Passfeder 83 in den verjüngten Endzapfen 79 eingesetzt oder eingepresst. An der Aufnahme 68 der Tragscheibe 33 sind stirnseitig offene U-förmige Vertiefungen 84, beispielsweise in Form von Einfräsungen, mit unterschiedlicher axialer Tiefe vorgesehen. Somit kann durch die Zuordnung einer bestimmten Ausnehmung 84 zum Einstellglied 65 die Eintauchtiefe der Aufnahme 68 an der Tragscheibe 33 auf den Endzapfen 79 der Antriebswelle 51 bestimmt und somit die Spaltbreite S festgelegt werden.
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In 5e und 5f ist eine weitere alternative Ausführungsform zu den 5c und 5d dargestellt. Diese Ausführungsform weicht dahingehend ab, dass anstelle einer Passfeder 83 ein Passstift 85 als Einstellglied 65 in dem Endzapfen 79 vorgesehen ist. An der Aufnahme 68 der Tragscheibe 33 sind stirnseitig offene Ausnehmungen 87 vorgesehen, welche sich vollständig entlang der Wandstärke der Aufnahme 68 erstrecken. Diese Ausnehmungen 87 sind prinzipiell analog zu den Vertiefungen 84 angeordnet und ausgebildet. Durch eine radiale Verdrehung der Tragscheibe 33 kann die Aufnahme 68 mit einer weiteren axialen Tiefe zum Endzapfen 79 positioniert werden, so dass eine Vergrößerung der Spaltbreite S erfolgt. In entgegengesetzter Drehrichtung erfolgt somit eine Verringerung in der Spaltbreite S, da die Tragscheibe 33 gegenüber der Antriebswelle 51 in Strömrichtung axial verstellt wird.
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In 6 ist die Deckscheibe 40 mit der axialen Verstelleinrichtung 61 zum Gehäuseabschnitt 12 gemäß Pfeil 63 verschiebbar angeordnet, um eine Spaltbreite S einzustellen. Bei dieser Ausführungsform ist des Weiteren vorgesehen, dass das Diagonallaufrad 26 statisch zur Antriebswelle 51 des Motors 50 befestigt ist. Somit erfolgt nur durch die Positionierung der Deckscheibe 40 entlang der Längsachse 62 zum Gehäuseabschnitt 12 die Einstellung der Spaltbreite S. Hierfür liegt die Deckscheibe 40 mit einem zur Stirnwand 15 weisenden Ende an einem Gehäuseabschnitt 12 an oder ist darin längsverschieblich geführt. Gegenüberliegend kann die Deckscheibe 40 längsverschieblich zum Gehäuseabschnitt 12 durch die axiale Verstelleinrichtung 61 aufgenommen sein. Ebenso ist eine vertauschte Anordnung möglich.
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In 7 ist eine schematisch vergrößerte Ansicht A gemäß 6 einer nur schematisch dargestellten axialen Verstelleinrichtung 61 vergrößert dargestellt. Die axiale Verstelleinrichtung 61 ist beispielsweise als eine stufenlose Abstandseinstellung in Analogie zu den 3 und 4 ausgebildet. Das Einstellglied 65 ist beispielsweise an einem zur Leiteinrichtung 28 weisenden Ende der Deckscheibe 40 als Außengewinde ausgebildet und greift an einem Innengewinde des Gehäuseabschnitts 12 an. Dadurch kann wiederum eine axiale Verschiebebewegung gemäß Pfeil 63 erzielt werden, wodurch die Umfangsfläche 39 der Deckscheibe 40 an die Schaufelenden 37 der Schaufeln 36 angenähert oder entfernt werden kann. Ergänzend kann an dem Gehäuseabschnitt 12 ein Endanschlag vorgesehen sein, so dass die axiale Verstellbewegung 61 abströmseitig begrenzt ist. Alternativ kann das Einstellglied 65 anstelle einem Gewinde auch durch eine Spannvorrichtung ausgebildet sein, indem beispielsweise ein zur Leiteinrichtung 28 weisender Endabschnitt der Deckscheibe 40 mit dem Gehäuseabschnitt 12 verspannt wird, wobei in axialer Richtung zusätzlich Stufungen vorgesehen sein können, um eine Lagesicherung in axialer Richtung zu ermöglichen.
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In 8a ist eine alternative Ausgestaltung der axialen Verstelleinrichtung 61 zu 7 vorgesehen, welche eine gestufte Einstellung eines Abstandes zwischen der Deckscheibe 40 und dem Gehäuseabschnitt 12 in axialer Richtung ermöglicht. Die prinzipielle Ausgestaltung dieser axialen Verstelleinrichtung 61 gemäß 8a entspricht der in 5c und 5d beschriebenen axialen Verstelleinrichtung 61, auf welche Bezug genommen wird. Alternativ kann die axiale Verstelleinrichtung 61 gemäß 8a auch in Analogie zu Ausführungsform in 5e und 5f ausgebildet sein.
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In 8b ist eine weitere alternative axiale Verstelleinrichtung 61 für eine gestufte Einstellung der Spaltbreite S zu 8a dargestellt. Diese axiale Verstelleinrichtung 61 entspricht der in 5b beschriebenen axialen Verstelleinrichtung 61, auf welche Bezug genommen wird.
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Der Diagonal-Ventilator 11 kann gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsform sowohl für die Tragscheibe 33 als auch die Deckscheibe 40 jeweils eine axiale Verstelleinrichtung 61 aufweisen, die eine stufenlose Verstellung ermöglicht oder alternativ eine gestufte Verstellung ermöglicht. Ebenso kann vorgesehen sein, dass eine Kombination von einer stufenlos axialen Verstelleinrichtung 61 und einer gestuften axialen Verstelleinrichtung 61 vorgesehen ist, das heißt, dass beispielsweise die Deckscheibe 40 über eine gestufte axiale Verstelleinrichtung 61 und die Tragscheibe 33 über eine stufenlose Verstelleinrichtung 61 in der axialen Position entlang der Längsachse 62 des Diagonal-Ventilators 11 einstellbar ist. Ebenso kann auch eine Vertauschung der axialen Verstelleinrichtung 61 vorgesehen sein. Sofern sowohl die Tragscheibe 33 als auch die Deckscheibe 40 jeweils für sich und unabhängig voneinander in axialer Richtung durch jeweils zumindest eine axiale Verstelleinrichtung 61 einstellbar sind, kann eine flexible Einstellung unabhängig von Einbausituationen und deren Zugänglichkeiten ermöglicht sein.
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In 9 ist eine schematische Schnittdarstellung einer alternativen Ausführungsform des Diagonal-Ventilators 11 zu 1 dargestellt. Diese Ausführungsform weicht lediglich in der Positionierung beziehungsweise Anordnung der axialen Verstelleinrichtung 61 von der Ausführungsform in 1 ab. Im Übrigen ist der Aufbau des Diagonal-Ventilators 11 gleich, so dass auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich Bezug genommen wird.
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Die axiale Verstelleinrichtung 61 ist anstelle der Positionierung gemäß 1 zwischen der Tragscheibe 33 und der Antriebswelle 51 des Motors nunmehr gegenüberliegend zwischen dem Motor 50 und der Motorabdeckung 54 vorgesehen. Dabei kann die axiale Verstelleinrichtung 61 an einer Stirnseitige 92 des Motors angeordnet sein und mit der Motorabdeckung 54 in Verbindung stehen. Alternativ kann die axiale Verstelleinrichtung 61 am Außenumfang des Motors 50 vorgesehen sein und am stirnseitigen Ende der Motorabdeckung 54 angreifen oder an einem radial umlaufenden beziehungsweise den Motor 50 umgebenden Abschnitt der Motorabdeckung 54.
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Im Ausführungsbeispiel gemäß 9 ist an der Stirnseite 91 des Motorgehäuses ein Abstandselement 91 vorgesehen, welches an der Stirnseite 93 der Motorabdeckung 54 angreift. Dieses Abstandselement 91 kann als vorgefertigte Scheibe mit einer vorbestimmten Dicke ausgebildet werden, so dass durch Austausch von Abstandselementen 91 mit unterschiedlichen Dicken die gewünschte Spaltbreite S zwischen den Schaufeln 36 des Diagonallaufrades 26 und der Umfangsfläche 39 der Deckscheibe 40 einstellbar ist. Alternativ kann das Abstandselement 91 auch aus mehreren in Scheiben ausgebildeten Einzelelementen bestehen, welche gleiche und/oder von einander abweichende Dicken aufweisen, so dass aus der Summe der Einzelscheiben die gewünschte Dicke des Abstandselementes 91 gebildet werden kann.
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In den 10a und b ist eine alternative Ausführungsform der axialen Verstelleinrichtung 61 zu 9 dargestellt. Beispielsweise kann an der Stirnseite 92 der Motorabdeckung 54 ein segmentiertes Scheibenelement 94 vorgesehen sein, bei welchem die einzelnen Segmente unterschiedliche Dicken aufweisen. Diese können beispielsweise auf eine Grundplatte aufgesetzt und entsprechend der Einstellmöglichkeiten bestückt werden. An der Stirnseite 92 des Motorgehäuses 52 ist ein Einstellelement 95 vorgesehen, welches zumindest zwei Anlageflächen aufweist, die der Kontur der Segmente des segmentierten Scheibenelementes 94 entsprechen. Dadurch kann durch Verdrehung des Motors 50 um die Motorachse 62 ein unterschiedlicher Abstand zwischen dem Einstellelement 95 und dem segmentierten Scheibenelement 94 eingestellt werden, wobei der Motor 50 nach der Einstellung des axialen Abstandes über diese axiale Verstelleinrichtung 61 fest geklemmt wird.
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In 11 ist eine weitere alternative Ausführungsform der axialen Verstelleinrichtung 61 zu 9 dargestellt. Hierbei ist zwischen dem Motorgehäuse 52 und einem Umfangsabschnitt der Motorabdeckung 54 ein Gewinde vorgesehen, durch welches wiederum in axialer Richtung eine Einstellung des Spaltes S vorgenommen werden kann.
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In 12 ist eine alternative Ausführungsform zu 11 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein zylinderförmiger Abschnitt des Motorgehäuses 52 in einen komplementären Abschnitt an der Motorabdeckung 54 eintaucht und darin geführt ist und beispielsweise über ein Sicherungselement, wie eine Sicherungsschraube, die axial eingestellte Position fixiert wird. Die axiale Verstelleinrichtung 61 umfasst somit einen zylinderförmigen Abschnitt des Motorgehäuses 52 und einen daran angepassten zylinderförmigen Abschnitt an der Motorabdeckung 54 sowie Sicherungselemente beziehungsweise Klemmelemente zur Sicherung der eingestellten maximalen Position des Motors 50 zur Motorabdeckung 54.
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Eine weitere nicht näher dargestellte Ausführungsform sieht zwischen dem Gehäuseabschnitt 12 und der Motorabdeckung 54 eine axiale Verstelleinrichtung 61 vor. Dadurch kann die Motorabdeckung 54 relativ zum Gehäuseabschnitt 12 axial verschiebbar aufgenommen sein, wodurch wiederum die Spaltbreite S zwischen den Schaufelenden der Schaufeln 36 von der Tragscheibe 33 zur Umfangsfläche 39 der Deckscheibe 40 einstellbar ist.
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Es versteht sich, dass auch eine beliebige Kombination der axialen Verstelleinrichtungen 61 sowohl bezüglich deren Positionierung innerhalb des Diagonal-Ventilators 11 als auch bezüglich deren Ausführungsform möglich ist, das heißt, dass nur eine, zwei, drei oder vier axiale Verstelleinrichtungen 61 vorgesehen sein können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010032168 A1 [0002]
