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Gebiet der Technik
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Die Erfindung betrifft eine Gebläsemaschine mit einem Gebläserad, einer Gebläseradwelle und einem Maschinengehäuse, wobei die Gebläseradwelle mit einem Festlager und einem Loslager in dem Maschinengehäuse gelagert ist, wobei weiter die Gebläseradwelle eine Wellenachse aufweist und zu Einstellzwecken relativ zu dem Maschinengehäuse in zwei entgegengesetzte axiale Richtungen versetzbar und das Festlager zur Einstellung eines Spaltes zwischen dem Gebläserad und dem Maschinengehäuse insgesamt relativ zu dem Maschinengehäuse versetzbar ist.
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Stand der Technik
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Gebläsemaschinen der in Rede stehenden Art sind bekannt, so bspw. in Form von Radialgebläsen.
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Bei Maschinen, so insbesondere auch bei Gebläsemaschinen, ist die exakte axiale Position der Welle, bspw. Gebläseradwelle, zum Maschinengehäuse entscheidend für die Funktion der Maschine. Da Toleranzketten der einzelnen Teile von Welle und Gehäuse meist größer sind als die Toleranz der Position muss diese letztendlich eingestellt werden. Dies geschieht bei bekannten Systemen durch einen manuellen Arbeitsgang während der Montage.
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Der Ist-Wert des axialen Spiels zweier Bauteile zueinander, so bei einer Gebläsemaschine insbesondere das axiale Spaltmaß zwischen dem Gebläserad und dem Maschinengehäuse wird gemessen, bspw. unter Nutzung eines Spionblechs, Messschiebers oder Tiefenmaßes. Dieser Wert wird mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen und die Differenz errechnet. Das Differenzmaß, welches nötig ist, um die axiale Position der Gebläseradwelle zum Maschinengehäuse einzustellen wird bspw. durch Kombination von Passscheiben zusammengestellt und bevorzugt zwischen Festlager und Gehäuseanlagefläche eingebaut.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Im Hinblick auf den bekannten Stand der Technik wird eine technische Problematik der Erfindung darin gesehen, eine Gebläsemaschine der in Rede stehenden Art insbesondere hinsichtlich einer handhabungsgünstigen Möglichkeit der Spalteinstellung weiter zu verbessern
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Eine mögliche Lösung der Aufgabe ist nach einem ersten Erfindungsgedanken bei einer Gebläsemaschine gegeben, bei welcher darauf abgestellt ist, dass das dem Festlager zugeordnete Wellenende der Gebläseradwelle in einer ein Wälzlager umgebenden Buchse aufgenommen ist, die relativ zu dem Maschinengehäuse verschiebbar ist und dass zur Einstellung einer axialen Lage des Wellenendes jedenfalls in einer Richtung mittels einer sich an dem Maschinengehäuse abstützenden Einstellschraube auf die Buchse einwirkbar ist.
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Das dem Festlager zugeordnete Wellenende der Gebläseradwelle ist bevorzugt über ein Lager, bpsw. Wälz- oder Kugellager in einer das Lager schalenartig umgebenden Buchse aufgenommen. Buchse, Lager und Gebläseradwelle sind insgesamt in axialer Richtung zur Einstellung eines Spaltmaßes zwischen Gebläserad und Maschinengehäuse allein zu Einstellzwecken verlagerbar. Eine solche Verlagerung zum Zwecke der Spalteinstellung wird erreicht zufolge Drehen einer sich an dem Maschinengehäuse und somit sich an einem relativ zu der Gebläseradwelle bzw. der Buchse in Axialrichtung feststehenden Abschnitt abstützenden Einstellschraube. Diese ist bevorzugt vom Gehäuseäußeren her zugänglich und ist weiter bevorzugt zum üblichen Angriff mit einem Schraubwerkzeug ausgebildet.
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Die Einstellschraube kann, wie bevorzugt, im Gewindeeingriff stehen zu einer maschinengehäuseseitigen Gewindebohrung. Zufolge Drehen der Einstellschraube wird diese in Axialrichtung vor bzw. zurück verlagert. Unter unmittelbarer oder mittelbarer Abstützung der Einstellschraube an der Buchse wirkt sich die Schraubverlagerung der Einstellschraube unmittelbar auf die axiale Ausrichtung der Gebläseradwelle aus.
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Es ist so bei konstruktiv günstiger Ausgestaltung eine handhabungstechnisch vereinfachte Spaltmaßeinstellung zwischen dem Gebläserad und dem Maschinengehäuse durchführbar. Ein Einfügen von Passscheiben oder dergleichen zur Veränderung der axialen Lage der Gebläseradwelle kann so entfallen.
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Vielmehr kann eine Spaltmaßeinstellung zufolge der vorgeschlagenen Lösung auch erst nach vollständiger Montage der Gebläsemaschine erfolgen, insbesondere dann, wenn die Einstellschraube hiernach weiter von außen zugänglich ist (ggf. nach Entfernen einer Maschinenabdeckung oder dergleichen).
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So erfolgt die Einstellung des Spaltmaßes bevorzugt aus einer definierten Grundstellung heraus, in welcher Grundstellung das Gebläserad gegen die zugewandte Fläche des Maschinengehäuses tritt, sodass das Spaltmaß gleich Null ist. Aus dieser Stellung heraus erfolgt die Spaltmaßeinstellung zufolge Drehen der Einstellschraube und damit einhergehender axialer Verlagerung derselben zusammen mit der Gebläseradwelle und der Buchse in eine das Gebläserad zum Maschinengehäuse beabstandende Richtung. Bei einer vorgegebenen Gewindesteigung der Einstellschraube entspricht ein vorgegebenes Spaltmaß zwischen Gebläserad und Maschinengehäuse einem definierten Drehwinkel der Einstellschraube, sodass durch Drehen der Einstellschraube um den vorgegebenen Drehwinkel das einzustellende Spaltmaß zwischen Gebläserad und Maschinengehäuse gefunden wird. Potenzielle Fehlerquellen, wie Messen, Errechnen der Differenz von Ist-Spiel zu Soll-Spiel und die richtige Kombination der Einstellelemente sind nicht nötig. Das Handling zum Einstellen des Spaltmaßes ist wesentlich vereinfacht.
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Weitere Merkmale der Erfindung sind nachstehend, auch in der Figurenbeschreibung, oftmals in ihrer bevorzugten Zuordnung zum Gegenstand des Anspruches 1 oder zu Merkmalen weiterer Ansprüche erläutert. Sie können aber auch in einer Zuordnung zu nur einzelnen Merkmalen des Anspruches 1 oder des jeweiligen weiteren Anspruches oder jeweils unabhängig von Bedeutung sein.
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So kann gemäß einer beispielhaften Ausgestaltung die Verdrehung der Einstellschraube um 90 Grad einer axialen Verlagerung der Buchse und hierüber der Gebläseradwelle von 0,2 bis 0,3 mm, weiter bevorzugt 0,25 mm entsprechen, welches axial Verlagerungsmaß, wie auch bevorzugt, dem einzustellenden Spaltmaß entspricht.
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Das Gebläserad weist eine Unterdruckseite und eine Überdruckseite auf, wobei im Betrieb der Gebläsemaschine überdruckseitig ein höherer Druck vorliegt im Vergleich zur Unterdruckseite.
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Das Festlager ist bevorzugt an dem der Unterdruckseite zugeordneten Wellenende der Gebläseradwelle angeordnet. Entsprechend wirkt im Betrieb der Gebläsemaschine der Überdruck über die Gebläseradwelle in Richtung auf die Einstellschraube, womit zumindest im Betrieb der Gebläsemaschine das sich an der Einstellschraube abstützende Festlager in seiner axialen Ausrichtung definiert ist.
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In einer weiteren Ausgestaltung kann die Gebläseradwelle in der anderen axialen Richtung gegen die Einstellschraube mittels eines Federmittels federvorgespannt sein. Das Federmittel bewirkt eine entsprechende axiale Belastung der Gebläseradwelle in Richtung auf die Einstellschraube, womit auch bei einer nicht betriebenen Gebläsemaschine das Festlager bzgl. seiner axialen Ausrichtung definiert ist. Eine axiale Verlagerung der Gebläseradwelle über die Einstellschraube bei einer entsprechenden Spaltweiteneinstellung erfolgt demnach bevorzugt entgegen der Federkraft des Federmittels.
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Das Federmittel kann zwischen dem Loslager der Gebläseradwelle und dem Maschinengehäuse wirken. Als Federmittel kommt bspw. eine Tellerfeder oder eine Wellenfeder zum Einsatz.
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Die Buchse des Festlagers kann, wie auch bevorzugt, in Form eines kreiszylindrischen Hohlkörpers gebildet sein. Die radiale Außenfläche ist ausgelegt zur gleitenden Zusammenwirkung mit einem Abschnitt des Maschinengehäuses in Axialrichtung, während die Innenwandung ausgeformt ist zur Aufnahme des das Wellenende aufnehmenden Lagers.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist auch das Loslager mit einer das diesbezügliche Lager halternden Buchse versehen. In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Buchsen von Festlager und Loslager gleichgestaltet.
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Die Buchse des Festlagers kann mit einem gesonderten Bodenteil ausgebildet sein, auf das die Einstellschraube zur axialen Verlagerung der Gebläseradwelle einwirken kann. Das Bodenteil kann mit der Buchse befestigt sein.
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Auch kann das Bodenteil gegenüber der Buchse als Loseteil vorliegen und mit der Einstellschraube verbunden sein. Darüber hinaus kann das Bodenteil insgesamt als Loseteil vorliegen, bevorzugt geführt in einer entsprechend angepassten Axialvertiefung in dem Maschinengehäuse. Auch bei Ausgestaltung des Bodenteils als Loseteil ist dieses zumindest nach einer Spaltmaßeinstellung zwischen der Einstellschraube und der Buchse des Festlagers verspannt.
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Zur Sicherung des eingestellten Spaltmaßes kann die Einstellschraube in ihrer Stellung fixiert werden, bspw. durch Verklebung oder durch eine Punktverschweißung. Darüber hinaus kann die Einstellschraube auch mit einem selbsthemmenden Gewinde ausgebildet sein, sodass eine Rückverlagerung der Einstellschraube nur willensbetont erfolgen kann.
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Bspw. kommt als Einstellschraube eine Schraube mit einem metrischen Feingewinde zum Einsatz, weiter bspw. M10 × 1 oder M12 × 1.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Nachstehend ist die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen, welche lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellt, näher erläutert. Es zeigt:
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1 eine Gebläsemaschine in Draufsicht;
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2 eine Vorderansicht hierzu;
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3 den vergrößerten Schnitt gemäß der Linie III-III in 2;
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4 die Herausvergrößerung des Bereiches IV in 3, den Bereich eines Festlagers betreffend;
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5 die Herausvergrößerung des Bereiches V in 3, den Bereich eines Loslagers betreffend;
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6 die Herausvergrößerung des Bereichs VI in 3.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Dargestellt und beschrieben ist, zunächst mit Bezug zu 1, eine Gebläsemaschine 1 in Art eines Radialgebläses.
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Die Gebläsemaschine 1 weist ein Maschinengehäuse 2 auf, welches insbesondere im Bereich eines Spiralkanals 3 zweiteilig ausgebildet sein kann.
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Quergerichtet zu dem Spiralkanal 3 ist eine Gebläseradwelle 4 mit einer Wellenachse x vorgesehen. Diese ist jeweils endseitig gelagert, zum einen in einem Festlager 5 und zum anderen in einem Loslager 6.
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Auf der Gebläseradwelle 4 ist drehfest ein Gebläserad 7 befestigt. Dieses erstreckt sich im Bereich des ausgebildeten Spiralkanals 3 und weist auf einer seiner Breitseiten, dem dem Festlager 5 zugewandten Wellenende 8 Schaufeln 9 auf.
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Zwischen dem Gebläserad 7 und dem Loslager 6 ist ein elektrischer Antrieb vorgesehen, zur Drehung der Gebläseradwelle 4 im Betrieb der Gebläsemaschine 1. Über die Gebläseradwelle 4 wird das Gebläserad 7 um die Wellenachse x angetrieben, wobei über festlagerseitige Einströmöffnungen 11 im Maschinengehäuse 2 Luft angesaugt wird und über die Zusammenwirkung von Gebläserad 7 und Spiralkanal 3 verdichtet über eine Ausströmöffnung 12 ausgeblasen wird.
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Jedes Wellenende 8, 13 ist zunächst mit einem umlaufenden Wälzlager 14 versehen. Dieses ist in axialer Richtung gesichert durch eine an der Stirnseite des Wellenendes aufgesetzte und schraubgesicherte Stützscheibe 15.
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Jedes Wälzlager 14 ist gefasst in einer den Lageraußenring insbesondere in Axialrichtung halternden Buchse 16.
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Die Buchse 16 ist im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildet und koaxial zur Wellenachse x ausgerichtet. Wandungsinnenseitig erstreckt sich das Wellenende 8 bzw. 13 über zumindest die halbe Erstreckungslänge der Buchse 16.
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Wandungsaußenseitig ist die Buchse 16 ausgelegt zur Zusammenwirkung mit einer umlaufenden Wandung einer an den Außendurchmesser der Buchse 16 angepassten Axialvertiefung 17 in dem Maschinengehäuse 2.
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Die Axialvertiefung 17 weist eine axiale Länge auf, die etwa der der Buchse 16 entspricht.
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Die dem Festlager 5 zugeordnete Buchse 16 ist weiter mit einem Bodenteil 18 versehen. Hierbei handelt es sich bevorzugt um ein Loseteil in Form einer quer zur Wellenachse x ausgerichteten Scheibe oder dergleichen. Das Bodenteil 18 stützt sich insbesondere auf der nach axial außen weisenden Stirnfläche der festlagerseitigen Buchse 16 ab (siehe 4).
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An der Buchse 16 abgewandten Seite des Bodenteils 18 ist festlagerseitig in dem hier ausgebildeten Abschnitt des Maschinengehäuses 2 eine Einstellschraube 19 eingedreht. Das Maschinengehäuse 2 weist hierzu eine entsprechende Gewindebohrung 20 auf.
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Die Einstellschraube 19 ist bevorzugt von außen zugänglich und weist zur Betätigung derselben eine übliche Werkzeugöffnung 21 auf.
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Gegenüberliegend zur Werkzeugöffnung 21 und dem Bodenteil 18 zugewandt formt die Einstellschraube 19 bevorzugt eine quer zur Wellenachse x ausgerichtete ebene Fläche aus, zur flächigen Zusammenwirkung mit der zugewandten Oberfläche des Bodenteils 18. Auch kann diese Fläche der Einstellschraube 19 in Richtung auf das Bodenteil 18 bspw. gewölbt sein.
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Die Einstellschraube 19 ist koaxial zur Wellenachse x angeordnet.
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Bei dem axial gegenüberliegenden Loslager 6 ist die Buchse 16 und hierüber das Wälzlager 14 mit der Gebläseradwelle 4 axial in der dort ausgebildeten Axialvertiefung 17 des Maschinengehäuses 2 verlagerbar. Entsprechend ist die nach axial außen weisende Stirnfläche der Buchse 16 axial beabstandet zu einer Gehäusestirnfläche.
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Weiter im Bereich des Loslagers 6 ist ein Federmittel 22 in Form einer umlaufenden Wellenfeder vorgesehen. Das Federmittel 22 stützt sich nach axial außen ab an einem Abschnitt des Maschinengehäuses 2 und nach axial innen an einem, einen Radialkragen der Buchse 16 auformenden, an der Buchse 16 im Bereich des axial inneren Endes festgelegten Ringes (vgl. 5). Hierdurch ist die Buchse 16 und über diese die Gebläseradwelle 4 in Richtung auf das Festlager 5 bzw. in Richtung auf die Einstellschraube 19 federvorgespannt.
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Im Betrieb der Gebläsemaschine 1 stellt sich im Bereich des Gebläserades 7 schaufelseitig eine Unterdruckseite A und axial gegenüberliegend eine Überdruckseite B ein. Das Festlager 5 an dem der Unterdruckseite A zugeordneten Wellenende 8 der Gebläseradwelle 4 angeordnet. So wirkt im Betrieb der Gebläsemaschine 1 zufolge des Überdrucks die Gebläseradwelle 4 axial in Richtung auf die Einstellschraube 19.
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Durch die Beaufschlagung des Festlagers 5 über die Einstellschraube 19 axial einerseits und die Federbeaufschlagung durch das Federmittel 22 axial andererseits ist das Festlager 5 in seiner axialen Ausrichtung definiert.
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Mittels der Einstellschraube 19 ist vor einer ersten Inbetriebnahme der Gebläsemaschine 1 eine vorgegebene axiale Ausrichtung des Gebläserades 7 gegenüber dem Maschinengehäuse 2 vornehmbar. So ist hierdurch ein Spalt S zwischen dem Gebläserad 7, insbesondere dem axial äußeren Endbereichen der Schaufeln 9 und der zugewandten Fläche des Maschinengehäuses 2 einstellbar (siehe 6).
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Hierzu ist in bevorzugter Ausgestaltung zunächst die Einstellschraube 19 soweit axial nach außen zufolge Drehung verlagert, dass sich das Gebläserad 7 mit seinen Schaufeln 9 über die Federbeaufschlagung an der zugewandten Fläche des Maschinengehäuses 2 abstützt. Unter Anlage der Einstellschraube 19 an dem Bodenteil 18 wird die Einstellschraube 19 hiernach um ein vorgegebenes Winkelmaß weiter eingedreht, d. h. nach axial innen verlagert, was eine axiale Schleppmitnahme des Bodenteils 18 und über dieses des Festlagers 5 mit der Gebläseradwelle 4 zur Folge hat. Das fest auf der Gebläseradwelle 4 befestigte Gebläserad 7 wird entsprechend mit axial verlagert, womit sich der Spalt S einstellt. Das Spaltmaß a resultiert aus dem Verdrehwinkel der Einstellschraube 19. So entspricht bei einer beispielhaften Einstellschraube 19 mit einem metrischen Feingewinde von M12 × 1 eine Drehung der Einstellschraube 19 um 90 Grad einem Spaltmaß a von 0,25 mm.
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Bevorzugt ist eine Einstellschraube 19 mit selbsthemmendem Gewinde vorgesehen, sodass die aufgefundene Spaltmaßstellung nur willensbetont und bevorzugt unter Ansetzen eines Werkzeuges verändert werden kann.
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Die vorstehenden Ausführungen dienen der Erläuterung der von der Anmeldung insgesamt erfassten Erfindungen, die den Stand der Technik zumindest durch die folgenden Merkmalskombinationen jeweils auch eigenständig weiterbilden, nämlich:
Eine Gebläsemaschine, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das dem Festlager 5 zugeordnete Wellenende 8 der Gebläseradwelle 4 in einer ein Wälzlager 14 umgebenden Buchse 16 aufgenommen ist, die relativ zu dem Maschinengehäuse 2 verschiebbar ist und das zur Einstellung einer axialen Lage des Wellenendes 8 jedenfalls in einer Richtung mittels einer sich an dem Maschinengehäuse 2 abstützenden Einstellschraube 19 auf die Buchse 16 einwirkbar ist;
Eine Gebläsemaschine, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Gebläserad 7 eine Unterdruckseite A und eine Überdruckseite B aufweist;
Eine Gebläsemaschine, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Festlager 5 an dem die Unterdruckseite A zugeordneten Wellenende 8 der Gebläseradwelle 4 angeordnet ist;
Eine Gebläsemaschine, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Gebläseradwelle 4 in der anderen axialen Richtung gegen die Einstellschraube 19 mittels eines Federmittels 22 federvorgespannt ist;
Eine Gebläsemaschine, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Federmittel 22 zwischen dem Loslager 6 der Gebläseradwelle 4 und dem Maschinengehäuse 2 wirkt.
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Eine Gebläsemaschine, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Buchse 16 des Festlagers 5 mit einem gesonderten Bodenteil 18 ausgebildet ist und die Einstellschraube 19 auf das Bodenteil 18 wirkt;
Gebläsemaschine, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Einstellschraube 19 mit einem selbsthemmenden Gewinde ausgebildet ist.
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Alle offenbarten Merkmale sind (für sich, aber auch in Kombination untereinander) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen. Die Unteransprüche charakterisieren mit ihren Merkmalen eigenständige erfinderische Weiterbildungen des Standes der Technik, insbesondere um auf Basis dieser Ansprüche Teilanmeldungen vorzunehmen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gebläsemaschine
- 2
- Maschinengehäuse
- 3
- Spiralkanal
- 4
- Gebläseradwelle
- 5
- Festlager
- 6
- Loslager
- 7
- Gebläserad
- 8
- Wellenende
- 9
- Schaufel
- 10
- Antrieb
- 11
- Einströmöffnung
- 12
- Ausströmöffnung
- 13
- Wellenende
- 14
- Wälzlager
- 15
- Stützscheibe
- 16
- Buchse
- 17
- Axialvertiefung
- 18
- Bodenteil
- 19
- Einstellschraube
- 20
- Gewindebohrung
- 21
- Werkzeugöffnung
- 22
- Federmittel
- a
- Spaltmaß
- x
- Wellenachse
- A
- Unterdruckseite
- B
- Überdruckseite
- S
- Spalt
