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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung zum Befestigen eines Ventilators an einer Trägerstruktur sowie ein Belüftungssystem.
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Beim Betrieb von motorbetriebenen Ventilatoren muss je nach Anwendungszweck eine entsprechende Befestigungsvorrichtung vorgesehen sein, um den Ventilator für die Anwendung korrekt zu positionieren und auszurichten. Üblicherweise ist ein Ventilator an einer Trägerstruktur befestigt, die bspw. durch einen Kanal gebildet sein kann.
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Die Befestigungsvorrichtung erfüllt neben der Positionierung und Ausrichtung des Ventilators den Zweck, einen zuverlässigen Betrieb zu gewährleisten, indem die beim Betrieb des Ventilators auftretenden Kräfte durch die Befestigungsvorrichtung aufgenommen werden, ohne dass es zu Vibrationen kommt. Ferner darf die Befestigungsvorrichtung das Strömungsverhalten des Ventilators nicht oder nur geringfügig beeinträchtigen. Es wird daher angestrebt, dass die zu- und abströmende Luft durch eine möglichst geringe Querschnittsfläche der Befestigungsvorrichtung nicht negativ beeinträchtigt wird.
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Die
DE 10 2012 004 617 A1 schlägt zur Lösung dieses Problems vor, dass die Aufhängung des Ventilators durch zwei Streben erfolgt, die einteilig ausgeführt sind und in der Mitte einen Befestigungsteil aufweisen, der wiederum an einem Befestigungsblock des Motors befestigt ist. Zusätzlich ist ein weiteres Stützteil vorgesehen, dass zur weiteren Stabilisierung ebenfalls am Befestigungsblock befestigt ist.
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Aus der
DE 20 2006 013 442 U1 ist es bekannt, eine Trägerstruktur mit einem Ventilator zu verbinden, indem vier Strebenpaare den Ventilator an einem Befestigungsflansch halten. Die Streben sind dabei an ihrem Ende mit dem Befestigungsflansch des Ventilators verbunden.
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Die
CN 208702754 U offenbart ebenfalls die Befestigung eines Ventilators an einer Trägerstruktur über Streben. Dabei sind vier Streben vorgesehen, die sich ausgehend von einem Ringelement nach radial außen Erstrecken, um dort an der Trägerstruktur befestigt zu werden. Der Motor des Ventilators weist Befestigungselement auf, über die er an dem Ringelement befestigt werden kann.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Befestigungsvorrichtung bereitzustellen, die eine verbesserte Stabilität bei reduziertem Gewicht ermöglicht. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Belüftungssystem mit verbesserter Stabilität bei reduziertem Gewicht bereitzustellen.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Befestigungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 und das Belüftungssystem gemäß Anspruch 10.
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Erfindungsgemäß wird eine Befestigungsvorrichtung zum Befestigen eines Ventilators an einer Trägerstruktur vorgeschlagen, mit wenigstens zwei Stützelementen, die jeweils an ihrem ersten Ende mit der Trägerstruktur verbindbar sind, wobei wenigstens zwei der Stützelemente ein Befestigungsmittel zur Befestigung eines Ventilators aufweisen, wobei die Stützelemente an ihrem zweiten Ende mit dem benachbarten Stützelement verbunden sind, so dass sich die Stützelemente gegenseitig abstützen, wobei das Befestigungsmittel von einer Verbindungsstelle, an der das zweite Ende mit dem benachbarten Stützelement verbunden ist, beabstandet ist.
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Durch die erfindungsgemäße Verbindung der Stützelemente kann erreicht werden, dass diese sich gegenseitig stabilisieren, ohne dass ein zusätzliches Bauteil zur Stabilisierung der Befestigungsvorrichtung benötigt wird. Weiter kann durch den Wegfall weiterer Bauteile das Gewicht der Befestigungsvorrichtung reduziert werden.
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Ferner wird durch die erfindungsgemäße Beabstandung des zweiten Endes von dem Befestigungsmittel erreicht, dass der durch das gegenseitige Abstützen der Struktur bedingte Kraftfluss nicht mit dem Ort zusammenfällt, an dem der Ventilator mit der Befestigungsvorrichtung verbunden ist. Eine Unterbrechung bzw. negative Beeinflussung des Kraftflusses kann damit verhindert werden. Unter einer räumlichen Beabstandung im Sinne der vorliegenden Erfindung ist zu verstehen, dass sich die Verbindungsstelle weder ganz noch teilweise mit dem Befestigungsmittel überschneidet. Es kann daher auf einfache konstruktive Weise eine Funktionstrennung erreicht werden: Die Steifigkeit und Stabilität der Struktur der Befestigungsvorrichtung wird durch das gegenseitige Abstützen des zweiten Endes an der Verbindungsstelle des benachbarten Stützelements erreicht; die Verbindung zwischen dem Ventilator und der Befestigungsvorrichtung wird allein über das Befestigungsmittel erreicht.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Befestigungsmittel zwischen dem zweiten Ende und der Verbindungsstelle angeordnet ist. Es ergeben sich damit an jedem der Stützelemente drei Stützstellen: Die erste Stützstelle ist das erste Ende des Stützelements, an der die Befestigung an der Trägerstruktur erfolgt. Die zweite Stützstelle befindet sich an der Verbindungsstelle, an der das zweite Ende mit dem benachbarten Stützelement verbunden ist. Die dritte Stützstelle, befindet sich am zweiten Ende, über das ebenfalls eine Verbindung zu einem benachbarten Stützelement hergestellt ist. Dadurch, dass das Befestigungsmittel zwischen der Verbindungsstelle und dem zweiten Ende angeordnet ist, können die während des Betriebs des Ventilators über das Befestigungsmittel auf die Stützelemente wirkenden Kräfte gleichmäßig aufgenommen werden. Durch diese Anordnung wird eine besonders hohe Steifigkeit erreicht, die sich insbesondere im Betrieb durch geringere Vibrationen vorteilhaft auswirkt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind vier Stützelemente vorgesehen, die jeweils in einem Winkel von 90° miteinander verbunden sind, so dass die Stützelemente eine rechteckige, vorzugsweise eine quadratische, Stützstruktur bilden. Die rechteckige Struktur hat sich als vorteilhaft erwiesen, weil dadurch ein geeigneter Kompromiss zwischen Komplexität des Aufbaus und Stabilität erreicht werden kann.
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Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn wenigstens zwei erste Stützelemente ein Aufnahmeelement aufweisen, und wenigstens zwei zweite Stützelemente ein Auflageelement an dem zweiten Ende aufweisen, wobei das Aufnahmeelement dazu eingerichtet ist, das Auflageelement aufzunehmen. Das Auflageelement ist vorzugsweise durch einen Vorsprung am zweiten Ende gebildet, der auf der Oberseite des benachbarten Stützelements aufliegen kann, also an der Verbindungsstelle des benachbarten Stützelements. Es wird dadurch eine Abstützung in Richtung der Rotationsachse des befestigten Ventilators ermöglicht. Vorzugsweise ist das Aufnahmeelement dazu eingerichtet, die Bewegung des Auflageelements in weiteren zwei Raumrichtungen zu begrenzen, so dass die Befestigungsvorrichtung noch weiter stabilisiert wird.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn entlang der rechteckigen Stützstruktur abwechselnd das erste Stützelement mit dem Aufnahmeelement und das zweites Stützelement mit dem Auflageelement angeordnet sind. Somit kann sichergestellt werden, dass an zwei Stellen der rechteckigen Stützstruktur eine zusätzliche Abstützung über das Zusammenwirken des Auflageelements mit dem Aufnahmeelement erreicht wird. Weiter vorzugsweise kann auch jedes Stützelement mit einem Auflageelement an dem zweiten Ende und einem Aufnahmeelement an der Verbindungsstelle ausgeführt sein. Dadurch kann ein zusätzliches Abstützen an vier Stellen erreicht werden.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Stützelement zwei Schenkel aufweist, die im Wesentlichen rechtwinklig zueinander angeordnet sind. Unter einer im Wesentlichen rechtwinkligen Anordnung im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine Anordnung in einem Winkel zwischen 70° und 110° zu verstehen, weiter vorzugsweise in einem Winkel zwischen 80° und 100°. Der Winkel bezieht sich dabei auf die Haupterstreckungsrichtung der jeweiligen Schenkel. Durch den ersten Schenkel, der sich vorzugsweise in Richtung der Rotationsachse des eingesetzten Ventilators erstreckt, kann das Befestigungsmittel in genau dieser Richtung von dem ersten Ende des Stützelements, über das die Anbindung an die Trägerstruktur erfolgt, beabstandet werden, so dass ausreichend Raum für die rotierenden Rotorschaufeln geschaffen wird. Die zweiten Schenkel sind dementsprechend in einer Ebene orthogonal zur Rotationsachse des befestigten Ventilators angeordnet, so dass sich eine ideale Befestigungsposition zum Befestigen des Motorflansches über die Befestigungsmittel ergibt.
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Vorzugsweise ist das Stützelement aus einem Flächenelement gebildet, das eine Grundfläche aufweist, wobei ein Trägerabschnitt des ersten Schenkels gegenüber der Grundfläche, und ein Stützabschnitt des zweiten Schenkels gegenüber der Grundfläche abgewinkelt ist. Durch die Verwendung von Flächenelementen, insbesondere von Blechteilen, wird eine kostengünstige Fertigung ermöglicht. Ein Ausgangsbauteil für das Stützelement kann bspw. durch Stanzen hergestellt werden. Durch Biegen des Ausgangsbauteils kann dann ein an die Grundfläche angrenzender Stützabschnitt sowie ein Trägerabschnitt gefertigt werden. Der Stützabschnitt wird durch Biegung in einem Winkel von etwa 90° erreicht; der Trägerabschnitt durch Biegung in einem Winkel von 30 bis 60°.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Befestigungsmittel als Teil des Stützabschnittes ausgebildet ist. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Befestigungsmittel um eine Bohrung, durch die der Motorflansch über eine Schraube mit der Befestigungsvorrichtung verbindbar ist. Durch die Anordnung des Befestigungsmittels an dem Stützabschnitt können zusätzliche Element entfallen. Weiter vorzugsweise kann der Stützabschnitt auch an die Geometrie des ringförmigen Motorflansches angepasst sein.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Stützelement zur Verstärkung zumindest von Teilsegmenten durch ein zweites Flächenelement verstärkt. Die Verbindung zwischen den Flächenelementen kann bspw. durch Niet- oder Klebeverbindungen erfolgen. Die Verstärkung von Teilsegmenten hat den Vorteil, dass nur an den erforderlichen Stellen eine kostengünstige und gewichtsparende Stabilisierung erfolgt.
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Gemäß dem Grundgedanken der Erfindung wird ferner ein Belüftungssystem vorgeschlagen, aufweisend einen Ventilator und eine Befestigungsvorrichtung zum Befestigen des Ventilators an einer Trägerstruktur, wobei ein Antriebsmotor des Ventilators über einen Motorflansch mit der Befestigungsvorrichtung verbunden ist, wobei es sich um die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung handelt.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigt
- 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Belüftungssystems mit einer erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung und einem Ventilator;
- 2 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Belüftungssystems mit einer erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung und einem Ventilator; und
- 3 eine Draufsicht eines erfindungsgemäßen Belüftungssystems mit einer erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung und einem Ventilator.
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Sofern nachfolgend zum besseren Verständnis Richtungsangaben, wie bspw. „oben“ oder „unten“, gemacht werden, so entsprechen sie der Richtung, die sich aus der Ausrichtung der Figuren auf dem Blatt ergeben.
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In 1 ist ein erfindungsgemäßes Belüftungssystem 16 mit einer erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung 1 und einem Ventilator 2 dargestellt.
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Die Befestigungsvorrichtung 1 umfasst vier Stützelemente 3a und 3b, die an einem ersten Ende 4 mit einer nicht dargestellten Trägerstruktur verbunden werden können. An ihrem jeweils zweiten Ende 7 stützen sich die Stützelement 3a, 3b an einem benachbarten Stützelement 3a, 3b ab. Hierzu ist vorzugsweise ein Abschnitt der Grundfläche 12 derart abgewinkelt, dass er flächig an einer Verbindungsstelle 17 des benachbarten Stützelement 3a, 3b anliegt. Die Verbindung zwischen den zwei Stützelementen 3a, 3b kann vorzugsweise durch eine Niet-, und/oder Klebeverbindung erfolgen.
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Der an der Befestigungsvorrichtung 1 befestigte Ventilator 2 umfasst Rotorschaufeln 19 zur Erzeugung eines Luftstroms, einen Antriebsmotor 20 und einen Motorflansch 6, der durch ein Befestigungsmittel 5 an der Befestigungsvorrichtung 1 befestigt ist.
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Die vier Stützelemente 3a und 3b sind weitestgehend identisch aufgebaut. Sie weisen jeweils einen ersten Schenkel 8 und einen zweiten Schenkel 9 auf. Die Hauptausrichtung des ersten Schenkels 8 entspricht der Richtung einer Rotationsachse 18 des Ventilators 2. Die Hauptausrichtung des zweite Schenkels 9 ist orthogonal zum ersten Schenkel 8. Die Stützelemente 3a und 3b sind aus einem Flächenelement, vorzugsweise aus einem Blech, hergestellt. Die Stützelemente 3a und 3b weisen die Grundfläche 12, einem Trägerabschnitt 13 und einem Stützabschnitt 14 auf. Der Trägerabschnitt 13 und der Stützabschnitt 14 sind gegenüber der Grundfläche 12 abgewinkelt, so dass eine Stabilisierungswirkung erzielt wird.
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Der Trägerabschnitt 13 ist Bestandteil des ersten Schenkels 8, wobei dieser an dem ersten Ende 4 wiederum abgewinkelt ist, damit über ein Befestigungsmittel, vorzugsweise eine Bohrung, eine Befestigung an der Trägerstruktur erfolgen kann.
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Der Stützabschnitt 14 ist Bestandteil des zweiten Schenkels 9. Er ist vorzugsweise in einem rechten Winkel gegenüber der Grundfläche 12 abgewinkelt, so dass die Oberfläche des Stützabschnitts 14 in einer Ebene orthogonal zur Rotationsachse 18 ausgerichtet ist.
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In dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 weichen die Stützelemente 3a und 3b in folgenden Merkmalen voneinander ab: Das zweite Stützelement 3b weist das Befestigungsmittel 5 auf, über das der Motorflansch 6 mit dem zweiten Stützelement 3b verbunden ist. Damit die vorzugsweise zwei Bohrungen, die das Befestigungselement 5 bilden, mit den Bohrungen des Motorflansches 6 fluchtend übereinander liegen, ist der Stützabschnitt 14 vorzugsweise an die Ringform des Motorflansches 6 angepasst. Alternativ oder zusätzlich ist es selbstverständlich möglich, an dem ersten Stützelement 3a das Befestigungsmittel 5 anzuordnen. Weiterhin weist das zweite Stützelement 3b ein Auflageelement 11 auf, das vorzugsweise durch einen Teilabschnitt des zweiten Endes 7 gebildet ist, der auf dem Stützabschnitt 14 des benachbarten ersten Stützelements 3a aufliegt; siehe auch 3. Das erste Stützelement 3a weist im Vergleich zum zweiten Stützelement 3b ein Aufnahmeelement 10 auf, das dazu eingerichtet ist, das Auflageelement 11 des benachbarten zweiten Stützelements 3b aufzunehmen. Das Aufnahmeelement 10 wird vorzugsweise durch einen u-förmigen Abschnitt gebildet, der vorzugsweise gegenüber dem Stützabschnitt 14 rechtwinklig nach oben gebogen ist. Das ausgesparte Innere des u-förmigen Abschnitts kann des Auflageelement 11 derart lagern, dass es die Bewegung (neben der Begrenzung durch den Stützabschnitt 14 in zwei zusätzlich Raumrichtungen begrenzt. Durch diese Ausgestaltung wird lediglich eine Bewegung des Auflageelements 11 nach oben ermöglicht, was die Montage erleichtert. Dadurch, dass das Auflageelement 11 vorzugsweise dem zweiten Stützelement 3b zugeordnet ist, kann auch die über die Befestigungsmittel 5 auf das Stützelement 3b wirkende Kraft besser durch das benachbarte erste Stützelement 3a aufgenommen werden, so dass eine effiziente gegenseitige Abstützung ermöglicht wird.
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Ferner ist in 1 dargestellt, dass die Stützelemente 3a und 3b in bestimmten Abschnitten durch ein zweites Flächenelement 15 verstärkt sind. Vorzugsweise bestehen das erste und das zweite Flächenelement 15 aus dem gleichen Ausgangsmaterial. Vorzugsweise sind die Grundfläche 12 und der Trägerabschnitt 12 verstärkt, nicht aber der Stützabschnitt 14. Die Verbindung zwischen dem ersten Flächenelement und dem zweiten Flächenelement 15 erfolgt vorzugsweise punktuell durch eine Niet-, und/oder Klebeverbindung.
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In 2 ist das erfindungsgemäße Belüftungssystem 16 mit der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung 1 und dem Ventilator 2 in einer Seitenansicht dargestellt. Da es sich um das identische Ausführungsbeispiel wie in 1 handelt, wird nachfolgend nur noch auf die in dieser Darstellung vorteilhafter erkennbaren Merkmale eingegangen.
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Bei dem dargestellten Ventilator 2 handelt es sich im einen Radialventilator, wobei die Rotorschaufeln 18 unterhalb der rechteckigen Stützstruktur, die durch die vier zweiten Schenkel 9 und deren Stützabschnitte 14 gebildet ist, angeordnet sind. Die ersten Schenkel 8 erstrecken sich vorteilhaferweise in Richtung der Rotationsachse 18 so weit nach unten, dass sie über das untere Ende des Ventilators 2 hinausragen. Somit kann ein ausreichender Abstand zur Trägerstruktur geschaffen werden, die sonst das strömungsverhalten negative beeinträchtigen könnte. Ferner sind die Trägerabschnitte 13 in die Richtung gegenüber der Grundfläche 12 abgewinkelt, in die auch die Rotorschaufeln 18 ausgerichtet sind. Hierdurch soll erreicht werden, dass die Strömungsrichtung vorzugsweise mit der Ausrichtung des Trägerabschnitts 13 übereinstimmt. Strömungsmechanische Verluste können so reduziert werden.
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Ferner zeigt 2, dass der Antriebsmotor 20 zumindest teilweise über die rechteckige Stützstruktur nach oben hinausragt, so dass eine gute Zugänglichkeit, bspw. zum Anbringen von Stromversorgungsleitungen, gewährleistet ist.
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In 3 ist das erfindungsgemäßes Belüftungssystem 16 mit der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung 1 und dem Ventilator 2 in einer Draufsicht dargestellt. Es werden auch hier nur die in dieser Darstellung vorteilhafter erkennbaren Merkmale beschrieben.
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In der 3 ist die vorzugsweise quadratische Stützstruktur, die durch die zweiten Schenkel 9 und deren Stützabschnitte 14 gebildet ist, zu erkennen. Ferner zeigt 3, dass durch die Beabstandung des ersten Endes 4 von der Verbindungsstelle 17 in Richtung einer Ebene, die orthogonal zur Rotationsache 18 ausgerichtet ist, die Aufnahme der Rotorschaufeln 19 trotz des relativ großen Durchmessers ermöglicht werden kann und gleichzeitig durch die quadratische Stützstruktur eine stabile Aufnahme des Motorflansches 6 mit dem im Vergleich zu den Rotorschaufeln 19 kleineren Radius ermöglicht wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012004617 A1 [0004]
- DE 202006013442 U1 [0005]
- CN 208702754 U [0006]
