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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einem Schutzgitter, nach der Gattung des Anspruchs 1, und einem Verfahren zur Herstellung eines Schutzgitters für Lüfter, nach der Gattung des Anspruchs 10.
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Schutzgitter schützen Lüfterrotoren, 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 Tragstreben bzw. Halterungsarmen befestigt, meist angeschweißt, sind. Die Tragstreben wiederum bestehen aus haarnadelartig gebogenen Drahtschlaufen, wie sie beispielsweise in der
DE 33 11 660 C2 gezeigt sind. Seine räumliche Gestalt erhält das Schutzgitter durch ein mehrfaches Abwinkeln dieser Drahtschlaufen 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. Hierzu wird jeweils eine Schraube an dem haarnadelartig gebogenen, also dem den Außenkreis des Schutzgitters beschreibenden Ende der Tragstreben durch die Drahtschlaufe hindurch gesteckt und mit der Wandung verschraubt. 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 das Schutzgitter übertragen. Häufig führt dies zum Bruch der Verbindungsstellen (z. B. Bruch der Schraube). Daher müssen diese Verbindungsstellen besonders stabil ausgebildet sein, was wiederum einen konstruktiven Aufwand bedeutet. Zur Gewährleistung einer möglichst breiten Anlagefläche zwischen Statorbuchse bzw. Lagerschild und Tragstrebe sind deshalb auch die offenen Enden der beiden parallel verlaufenden Schenkel der Drahtschlaufe mittels zweier Metallplättchen miteinander verbunden.
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Zum Korrosionsschutz wird das gesamte Schutzgitter beschichtet, meist pulverbeschichtet. Die Beschichtung muss geschlossen sein, d. h. es dürfen keine Bereiche unbeschichtet bleiben, denn von solchen unbeschichteten Bereichen geht Korrosion aus. Derartige verdeckte Stellen, die von der Beschichtung schwer oder nicht erreicht werden, sind an den Befestigungsstellen der Tragstreben für den Lüftermotor vorhanden. Wie oben erwähnt, sind die Tragstreben, die hier als zwei parallele Drähte auslaufen, aus technologischen Gründen beiderseits mit Befestigungsplättchen versehen, die die beiden Drähte miteinander verbinden. Die Befestigungsplättchen sind an die Enden der beiden Drähte angeschweißt. Dadurch bildet sich zwischen den Befestigungsplättchen ein Hohlraum, in den das Beschichtungsmaterial nur schwer gelangt. Insbesondere zu den von Draht und Befestigungsplättchen gebildeten Innenkanten gelangt kaum Beschichtungsmaterial hin, so dass gerade diese Innenkanten häufig zu korrodieren beginnen und das Schutzgitter dadurch unbrauchbar wird. Nachteilig ist ferner, dass das Anbringen der Metallplättchen mit einem zusätzlichen technologischen Aufwand verbunden ist.
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Die Erfindung und ihre Vorteile
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Das erfindungsgemäße Schutzgitter für einen Lüfter, mit dem kennzeichnenden Merkmal des Anspruchs 1, und das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Schutzgitters für Lüfter, mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 10, haben demgegenüber den Vorteil, dass die Tragstrebe mittels einer Befestigungsvorrichtung fixiert wird, wobei die Befestigungsvorrichtung eine Hülse aufweist, so dass trotz hoher Schwingbelastungen eine sichere Fixierung der Tragstrebe gewährleistet ist.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schutzgitters ist die Hülse zwischen den Schenkeln einer Tragstrebe angeordnet.
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Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schutzgitters weist die Hülse mindestens einen Kragen auf.
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Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schutzgitters sind das innere Ende der Tragstrebe, das äußere Ende der Tragstrebe oder das innere Ende und das äußere Ende der Tragstrebe haarnadelartig ausgebildet.
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Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schutzgitters ist die Tragstrebe abgewinkelt und/oder zumindest teilweise abgeflacht. Durch eine Abflachung sind die Tragstreben zumindest an der Befestigungsstelle für den Lüftermotor konstruktiv so ausgeführt, dass sie eine breite Anlagefläche für das Lagerschild bzw. die Statorbuchse besitzen, jedoch keine verdeckten Bereiche mehr aufweisen. Dadurch können auch die kritischen Befestigungsstellen auf einfache Weise vollständig beschichtet werden, so dass eine Korrosion der Tragstreben aufgrund einer mangelhaften Beschichtung von vorn herein vermieden wird. Insbesondere wird dies durch Tragstreben erreicht, die als endlose Schlaufen ausgebildet werden, d. h. sie sind vollständig geschlossen, also auch die Befestigungsstelle für den Lüftermotor ist genauso wie ihr gegenüberliegendes Ende, das an einer Wandung befestigt wird, haarnadelartig gestaltet. Die breite Anlagefläche für die Statorbuchse bzw. das Lagerschild wird durch eine Abflachung des inneren haarnadelartig gebogenen Endes der Tragstrebe erreicht. Diese Abflachung verhindert auch, dass sich der gegenüber dem Material des Lagerschilds bzw. der Statorbuchse des Lüftermotors härtere Stahldraht der Tragstrebe an den Befestigungsstellen in die Statorbuchse bzw. das Lagerschild eindrückt, infolgedessen es zu einer Lockerung des Lüftermotors kommen würde. Das Abflachen des inneren Endes der Tragstrebe ist außerdem technologisch wesentlich einfacher als das Anschweißen der Metallplättchen. Selbstverständlich kann auch das äußere haarnadelartig gebogene Ende, das z. B. an der Wandung befestigt wird, eine Abflachung aufweisen, wodurch in diesem Bereich ebenfalls eine bessere Anlage der Tragstrebe an der Wandung bzw. der Befestigungsmittel an der Tragstrebe erreicht wird.
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Nach einer diesbezüglichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schutzgitters ist ein Querschnitt der beiden parallel verlaufenden Schenkel der Tragstrebe an einem abgeflachten Ende gleich oder kleiner einem Ausgangsquerschnitt der Schenkel der Tragstrebe. Ein gleicher Querschnitt hat den Vorteil, dass sich das Biegemoment der Tragstrebe in diesem Bereich nicht verringert, d. h. die Tragstrebe behält ihre gerade für diesen Bereich der Befestigung des Lüfters notwendige Stabilität. Bei einem ausreichend großen Ausgangsquerschnitt kann der nach der Abflachung vorhandene Endquerschnitt natürlich auch geringer sein, so lange die Festigkeitsanforderungen der Verbindung der Tragstreben mit dem Lüfter bzw. der Wandung noch gegeben sind.
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Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schutzgitters wird die Abflachung eines Endes der Tragstrebe durch eine einseitige oder beidseitige Reduzierung des Querschnitts des Drahtes gebildet. Bei einer einseitigen Abflachung ist selbstverständlich die an dem Lagerschild bzw. der Statorbuchse des Lüfters anliegende Seite der Tragstrebe abzuflachen. Eine beidseitige Abflachung hat den Vorteil, dass auch das verwendete Befestigungsmittel, beispielsweise die Hülse, die Schraube oder die Mutter, an einer ebenen Fläche anliegt.
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Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schutzgitters weist zumindest ein abgeflachtes Ende der Tragstrebe, insbesondere das innere Ende der Tragstrebe, in der Draufsicht eine rechteckige Form auf, d. h. der U-förmige Verlauf des haarnadelartigen Endes der Tragstrebe ist außen begradigt. Das kann in den Fällen von Vorteil sein, in denen die Montagefläche von Lagerschild bzw. Statorbuchse verhältnismäßig klein ist und der runde Auslauf der Tragstrebe hier stören würde.
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Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schutzgitters ist die Hülse Bestandteil eines Niets. Als Niet kann bevorzugt ein Blindniet (z. B. Hülsenblindniet, Becherblindniet) zum Einsatz kommen.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Schutzgitters für Lüfter, das im Wesentlichen radial angeordneten Tragstreben aufweist, die aus gestrecktem Draht zu länglichen Drahtschlaufen gebogen werden, wodurch sie zwei Schenkel und ein inneres und ein äußeres Ende aufweisen, bevor an ihnen mindestens ein spiralförmiger Gitterring oder mindestens zwei Gitterringe, die in der Regel konzentrisch zueinander angeordnet sind, befestigt werden, wobei an dem innerem Ende zur Befestigung der Tragstrebe an dem Lüfter und/oder an dem äußeren Ende der Tragstrebe eine Befestigungsvorrichtung angeordnet wird und die Befestigungsvorrichtung eine Hülse aufweist, wird die Hülse zwischen den Schenkeln einer Tragstrebe angeordnet.
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Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird an der Hülse mindestens ein Kragen angeordnet.
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Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Hülse an dem Lüfter durch Verschweißen, Verschrauben, Vernieten und/oder Verclinchen befestigt.
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Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist eine Drahtschlaufe zwei Drahtenden auf, die an der Verbindungsstelle stumpf oder auf andere Weise miteinander verbunden werden, beispielsweise durch Schweißen.
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Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mindestens ein Teil der Tragstrebe durch eine spanende Bearbeitung, beispielsweise Fräsen oder Schleifen, oder durch eine spanlose Bearbeitung, beispielsweise Stauchen, abgeflacht. Bei einer spanenden Bearbeitung muss allerdings ein scharfer Übergang von dem schwächeren zum stärkeren Querschnitt wegen der Kerbwirkung, die von jeder spanend hergestellten Innenkante ausgeht, vermieden werden. Mit einem ausreichend großen Radius bzw. einem keilförmigen Übergang in diesem Bereich kann das Problem schon gelöst sein. Ggfls. ist eine spanlose Bearbeitung wesentlich günstiger. Natürlich wird auch hier ein ausreichend großer Übergang vom größeren zum kleineren Querschnitt vorgesehen werden müssen, jedoch weist eine so hergestellte Abflachung eine wesentlich höhere Festigkeit auf, da der Eingriff in das Materialgefüge beim Umformen wesentlich geringer ist als bei einer spanenden Bearbeitung. Durch den Umformvorgang wird sogar infolge der mit dieser Technologie verbundenen Materialverfestigung eine Erhöhung der Festigkeit der Tragstrebe in diesem Bereich erreicht.
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Nach einer diesbezüglichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt bei der spanlosen Herstellung der Abflachung in diesem Bereich gleichzeitig eine Materialverdichtung. Das ist beispielsweise dadurch möglich, dass der Querschnitt der Tragstrebe im Bereich der Abflachung, also nach dem Umformvorgang, kleiner ist als der Ausgangsquerschnitt.
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Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Abflachen nach dem Befestigen eines Gitterrings auf den Tragstreben in einem einzigen Arbeitsgang. Das kann fertigungstechnisch durchaus von Vorteil sein, da sich bei Verwendung eines Mehrfachwerkzeuges die Fertigungszeit reduziert.
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Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das Schutzgitter ein Schutzgitter, nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.
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Zeichnung
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Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung in Form eines Schutzgitters,
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2 eine Seitenansicht auf eine Tragstrebe,
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3 eine Aufsicht auf eine Tragstrebe, gemäß 2,
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4 eine Seitenansicht auf eine Tragstrebe, gemäß 2, mit einer Befestigungsvorrichtung,
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5 eine Aufsicht auf eine Tragstrebe, gemäß 4,
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6 einen Schnitt durch eine Hülse und
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7 eine Aufsicht auf eine Hülse, gemäß 6.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer zum Stand der Technik gehörenden Schutzvorrichtung in Form eines Schutzgitters 1, das aus vier Tragstreben 2 besteht, auf die konzentrische Schutzelemente 3 in Form von Gitterringen fixiert (bevorzugt aufgeschweißt) sind. Jede Tragstrebe 2 besteht aus zwei parallel geführten, zweimal über die hohe Kante mit unterschiedlichen Winkeln abgewinkelten Flachprofilen 4, deren innere Enden mit einem inneren Flanschring 5 und deren äußere Enden zu einem äußeren Flanschring 6 miteinander verbunden sind. Selbstverständlich können anstatt der Flachprofile 4 auch anders gestaltete Profile, beispielsweise Rundprofile, eingesetzt werden. Zwischen den Tragstreben 2 sind in gleicher Teilung jeweils zwei Rundstreben 7 angeordnet. Die Schutzelemente 3 sind bevorzugt jeweils an ihren Kreuzungspunkten (Fügestellen 8) mit den Flachprofilen 4 und den Rundstreben 7 durch Schweißen miteinander verbunden. Der Einfachheit halber wird auch die kurze Linienberührung zwischen Schutzelement 3 und Flachprofil 4 als ein Kreuzungspunkt angesehen.
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2 zeigt eine Seitenansicht auf eine Tragstrebe 2 eines erfindungsgemäßen Schutzgitters, durch die die räumliche Gestalt des Schutzgitters 1 bestimmt wird. Zur Herstellung eines hier nicht dargestellten Schutzgitters werden mehrere Tragstreben 2 in der Regel im gleichen Winkel radial zueinander angeordnet und Gitterringe (Schutzelemente 3) an ihnen befestigt. Sie besteht, wie aus 3, die eine Aufsicht auf eine Tragstrebe 2, gemäß 2 zeigt, erkennbar, aus einer haarnadelartig gebogenen halb geschlossenen Drahtschlaufe. Die Drahtschlaufe weist einen langen, stumpf abgewinkelten Schenkel 9 und einen kurzen, rechtwinklig zu dem langen Schenkel 9 abgewinkelten Schenkel 10, dessen Ende nochmals rechtwinklig abgewinkelt ist, auf. Durch letztere Abwinkelung entsteht, wie aus 3 erkennbar, eine Öse 11. Bei einem Schutzgitter mit der gezeigten Tragstrebe 2 liegen die Ösen 11 demzufolge auf einem äußeren Kreis. Mit ihnen wird das Schutzgitter z. B. an einer Wand, die eine Öffnung für den Lüfter aufweist, befestigt. Durch die Länge des rechtwinklig abgewinkelten Schenkels 10 der Tragstrebe 2 ist die Tiefe des Schutzgitters bestimmt, die sich im Wesentlichen nach der Einbautiefe des Lüfters richtet. Der lange, stumpf abgewinkelte Schenkel 9 ist an seinem freien Ende ein weiteres Mal abgewinkelt, wobei dieser kurze abgewinkelte Teil 12 parallel zu der Öse 11 verläuft. Sein offenes Ende 13 ist im Querschnitt reduziert, so dass die senkrecht zu der durch die Drahtschlaufe gebildeten Ebene gemessene Dicke des Drahtes an diesem Ende geringer als in seinen übrigen Verlauf ist. Das offene Ende 13 liegt auf einem inneren Kreis des Schutzgitters. An ihm wird der Lüfter, beispielsweise mit seiner Statorbuchse oder seinem Lagerschild, befestigt. Im vorliegenden Beispiel wurde nur das offene Ende 13 der Tragstrebe 2, an der der Lüfter befestigt wird, abgeflacht. Dabei erfolgt die Abflachung bevorzugt durch einen Stauchvorgang, infolgedessen es in diesem Bereich zu einer beidseitigen Dickenreduzierung und zu einem Materialfluss in Längsrichtung der Tragstrebe 2 kommt, so dass sich das offene Ende 13 etwas verlängert. Die Dickenreduzierung des offenen Endes 13 ist in der Zeichnung überproportional stark dargestellt, um die Erfindung zu verdeutlichen. In der Praxis ist die Dickenreduzierung des Drahtes in diesem Bereich wesentlich geringer. Der Umformgrad darf nur so stark sein, dass die mit ihm verbundenen Gefügeveränderungen keinen Festigkeitsverlust zur Folge haben.
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4 eine Seitenansicht auf eine Tragstrebe 2, gemäß 2, mit einer Befestigungsvorrichtung, die zur Befestigung der Tragstrebe 2 an dem Lüfter dient und in Form einer Hülse 14 ausgestaltet ist. Die Hülse 14, die Kragen 15 aufweist, wird auf das offene Ende 13 aufgeschoben. Eine Fixierung der Tragstrebe 2 erfolgt z. B. durch Verschweißung der Hülse 14 mit dem Lüfter und/oder der Tragstrebe 2 oder durch ein Befestigungsmittel, beispielsweise eine Schraube, die durch die Hülse 14 gesteckt wird.
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5 zeigt eine Aufsicht auf eine Tragstrebe 2, gemäß 4.
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6 zeigt einen Schnitt durch eine Hülse 14.
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7 zeigt eine Aufsicht auf eine Hülse 14, gemäß 6.
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Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schutzgitter
- 2
- Tragstrebe
- 3
- Gitterring
- 4
- Flachprofil
- 5
- Innerer Flanschring
- 6
- Äußerer Flanschring
- 7
- Rundstrebe
- 8
- Fügestelle
- 9
- Stumpf abgewinkelter Schenkel
- 10
- Rechtwinklig abgewinkelter Schenkel
- 11
- Öse
- 12
- Abgewinkelter Teil
- 13
- Offenes Ende
- 14
- Hülse
- 15
- Kragen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3311660 C2 [0002]
- DE 29900923 U1 [0002]
