DE3542214A1

DE3542214A1 - Ventilator

Info

Publication number: DE3542214A1
Application number: DE19853542214
Authority: DE
Inventors: Georg 7742 St Georgen Papst
Original assignee: Papst Motoren & Co Kg 7742 St Georgen GmbH; Papst Motoren GmbH and Co KG
Current assignee: Papst Licensing GmbH and Co KG
Priority date: 1984-12-03
Filing date: 1985-11-29
Publication date: 1986-06-05
Also published as: GB8529780D0; GB2168756B; GB2168756A; SG35991G

Description

061 -27.11.85.

Ventilator

Die Erfindung betrifft einen Ventilator mit einem Rohrstück, das beidseitig in je einer Endebene endet, die senkrecht zur Mittelachse des Rohrstückes steht, und dessen Länge kleiner ist als dessen kleinster Radius, mit einem elektrischen Antriebsmotor, der koaxial vollständig innerhalb des Rohrstückes gelagert ist, mit Speichen zur Befestigung des Stators des Antriebsmotors am Rohrstück, die sich vollständig innerhalb des Rohrstückes am einen Ende des Rohrstückes entlang der zugehörigen Endebene erstrecken,

mit einem Kranz von Flügeln, die am Rotor des Motors befestigt sind und sich vollständig innerhalb des Rohrstückes in einem ringförmigen Strömungskanal erstrecken, und

mit einem Schutzgitter auf der den Speichen gegenüberliegenden Seite des Rohrstückes, das sich entlang der zugehörigen Endebene erstreckt.

Bei einem aus der DE-PS 17 28 338 bekannten Ventilator dieser Art ist das Schutzgitter vor das Rohrstück gesetzt. Das Schutzgitter erfordert deshalb zusätzlichen Platzbedarf.

Ventilatoren der eingangs genannten Art werden unter gedrängten Platzverhältnissen eingebaut, so daß in vielen Fällen kein zusätzlicher Platz für ein Schutzgitter zur Verfügung steht. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Ventilator der eingangs genannten Art mit einem Schutzgitter auszustatten, das keinen zusätzlichen Platz in Anspruch nimmt.

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Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzgitter sich innerhalb des Rohrstückes erstreckt, daß das Schutzgitter eine zum Rohrstück koaxiale Aussparung für den Antriebsmotor aufweist und daß der Antriebsmotor in die Aussparung des Schutzgitters hineinragt.

Das Schutzgitter erstreckt sich demnach vollständig innerhalb des sowieso vom Ventilator eingenommenen Raumes.

Wegen der Aussparung im Schutzgitter wird der Platz für den Antriebsmotor durch das Schutzgitter nicht eingeengt. Das ist besonders wichtig bei Ventilatoren mit geringer Gesamtbautiefe, die heute in der Praxis teilweise nur 20 bis 25 mm (Millimeter) beträgt, weil auf diese Weise die aktive Motorbaulänge vollständig ausgenutzt werden kann und ein für die axiale Einbautiefe verhältnismäßig großer Lagerabstand mit verhältnismäßig großem Schmierdepot erzielbar ist.

Das Schutzgitter kann auf der Eintritts- oder auf der Austrittsseite der Strömung angeordnet sein.

Der Antriebsmotor kann ein Innenläufermotor oder ein Außenläufermotor sein. Zwar dreht sich, insbesondere bei Außenläufermotoren, das das Schutzgitter durchsetzende Ende des Antriebsmotors. Diese drehenden Teile sind gegen äuße-*· ren Zugriff durch das Schutzgitter nicht geschützt. Das kann aber in Kauf genommen werden, denn Verletzungen können da kaum entstehen, weil diese drehenden Teile glatt ausgebildet sein können. Ganz anders verhält es sich im Bereich der Ventilatorflügel, von denen erhebliche Verletzungen ausgehen, wenn da unachtsam mit den Fingern hineingegriffen wird, oder Beschädigungen verursacht werden können, wenn Gegenstände hineinragen* Diese Ventilatorflügel sind aber durch das vorgesehene Schutzgitter gesichert.

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Wenn die das Schutzgitter durchsetzenden Teile des Motors zum Stator gehören, dann kann man das Schutzgitter am Motor befestigen. In den meisten Fällen gehören diese Teile zum Rotor und dann empfiehlt es sich, das Schutzgitter am Gehäuse zu befestigen und zwischen dem die Aussparung begrenzenden Innenrand des Schutzgitters und dem Antriebsmotor einen Toleranzspalt auszusparen.

Der innere Rand des Schutzgitters ist zweckmäßig ein stabiler Ring, der das nicht am Motor befestigte Schutzgitter insgesamt versteift.

Man kann das Schutzgitter am Rohrstück in eine entsprechende Aussparung einpassen und dort verschrauben, vernieten, verklemmen oder verkleben.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung, die es ermöglicht, das Rohrstück mit dem Schutzgitter aus zwei Gußteilen zusammenzusetzen, ist dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück aus einem Speichenteil und einem Gitterteil besteht, daß die beiden Teile des Rohrstückes mit fluchtender Innenwand und an der Innenwand stufenlos aneinandergesetzt sind, daß das Speichenteil ein Gußstück ist, bestehend aus einer Teillänge des Rohrstückes mit den angeformten Speichen und mit einer von den Speichen gehaltenen, zur Rohrstückachse koaxialen Flanschscheibe zum Befestigen des Antriebsmotors, die sich entlang der betreffenden Endebene innerhalb des Rohrstückes erstreckt, und daß das Gitterteil ein Gußstück ist, bestehend aus einer Teillänge des Rohrstückes mit dem angeformten Schutzgitter.

In vielen Fällen steht für den Einbau eines solchen Ventilators ein Raum zur Verfügung, der die Form eines Zylinders mit quadratischer Grundfläche hat. In einem solchen Fall wird der zur Verfügung stehende Raum besonders gut ausgenutzt durch eine Ausgestaltung der Erfindung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß an dem schutzgitterseitigen Ende des RohrStückes ein Flansch mit quadratischer Außenkontur

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vorgesehen ist, der sich innerhalb der Axiallänge des Rohrstückes erstreckt und im engsten Bereich zwischen benachbarten Flanschecken nicht wesentlich stärker ist als die Materialstärke des RohrStückes.

In einem solchen Fall empfiehlt es sich, zur Versteifung Stützstege für die Flanschecken außen auf das Rohrstück aufzusetzen, die sich in dem Winkelbereich zwischen einer betreffenden Flanschecke und dem Rohrstück erstrecken und an die Flanschecke, und an das.-Rohrs tück angeformt sind.

Wenn der Ventilator an der Außenwand, zum Beispiel einer Blechwand, eines zu belüftenden Gerätes angeordnet ist, dann kann das Schutzgitter fluchtend in der betreffenden Gehäusewand liegen. Dadurch wird Einbautiefe für den Ventilator eingespart. Eine dementsprechende Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, daß am schutzgitterseitigen Ende des Rohrstücks ein Flansch vorgesehen ist, der an seiner Außenseite ein oder mehrere Absätze aufweist, derart, daß der zwischen den Absätzen stehengebliebene Vorsprung in einen Aufnahmedurchbruch einer Gehäusewand eines zu belüftenden Gerätes paßt.

Das Schutzgitter besteht im einfachsten Fall aus gekreuzten Gitterstäben. Diese Gitterstäbe stehen zweckmäßig im Kreuzungswinkel von 20 bis 160 Grad zu den den Gitterstäben zugekehrten Kanten der Flügel, damit dort bei rotierendem Ventilatorrad keine unnötigen stoßartigen Wirbel erzeugt werden, die zu Störgeräuschen im Takt der durchlaufenden Flügel führen.

Eine besonders einfache stabile Ausgestaltung des Ventilatorschutzgitters besteht aus einer Schar von Gitterstäben, die zur Rohrstückachse koaxiale Ringe sind, und in einer zweiten Schar von Gitterstäben, die gekreuzt dazu speichenartig angeordnet sind.

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Es empfiehlt sich, aus Stabilitätsgründen am Schutzgitter einen die Aussparung des Schutzgitters umgebenden Verstärkungsring vorzusehen. Damit dieser Verstärkungsring den zur Verfügung stehenden Querschnitt des Strömungskanals nicht unnötig einschränkt, empfiehlt sich eine Ausgestaltung derart, daß der Verstärkungsring in eine zur Gebläseachse konzentrische Einschnürung entlang der dem Verstärkungsring gegenüberliegenden Kante des Rotors unter Aussparung eines Toleranzspaltes ragt.

Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

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In der Zeichnung zeigt:

Figur 1 in Ansicht gegen die Strömungsrichtung

ein Ausführungsbeispiel eines Ventilators,

Figur 2 den Teilschnitt II aus Figur 1, und Figur 3> in der Ansicht entsprechend Figur 2 ein

weiteres Ausführungsbeispiel.

In Figur 1 und 2 ist mit 1 ein Rohrstück bezeichnet, das beidseitig in je einer Endebene 2, 3 endet, die sich senkrecht zur Mittelachse 4 des Rohrstückes erstreckt. Die Länge gemäß Doppelpfeil 5 des Rohrstückes ist kleiner als dessen kleinster Radius gemäß Pfeil 6. Mit 7 ist ein elektrischer Antriebsmotor bezeichnet, der koaxial vollständig innerhalb des Rohrstückes gelagert und als Außenläufermotor ausgebildet ist. Der Stator ist mit 8 und der Rotor mit 9 bezeichnet.

Auf den Umfang des Rohrstückes verteilt sind innerhalb des Rohrstückes entlang der Endebene 2 vier Speichen 10, 11, 12, 13 vorgesehen, mit denen eine Flanschscheibe 14 am Rohrstück 1 befestigt ist. Die Flanschscheibe befindet sich koaxial innerhalb des Rohrstückes entlang der Endebene 2. An der Flanschscheibe 14 ist der Stator 8 befestigt.

An dem Rotor 9 ist ein Kranz von insgesamt fünf Ventilatorflügeln 16 bis 20 befestigt, die sich vollständig innerhalb des Rohrstückes in einem ringförmigen Strömungskanal 21 erstrecken. Mit 22 ist ein Schutzgitter bezeichnet, das sich innerhalb des Rohrstückes entlang der Endebene 3 erstreckt. Das Schutzgitter 22 weist eine koaxiale Aussparung 2 3 auf, in die der Antriebsmotor 7 hineinragt. Der Antriebsmotor 7 reicht, um einen möglichst großen Motor in dem zur Verfugung stehenden, gedrängten Raum unter-

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zubringen, von der Endebene 2 zur Endebene 3. Die durch das Schutzgitter hindurchragenden Teile des Rotors 9 sind außen glatt. Das Schutzgitter sitzt mit seinem äußeren Rand 24 in einer entsprechend passenden Aussparung 25 des Rohrstückes 1 und ist dort festgeschraubt. Der innere Rand des Schutzgitters 22 wird gebildet durch einen stabilen Verstärkungsring 26. Der Verstärkungsring 26 ist konzentrisch zur Mittelachse 4 und ragt unter Aussparung eines Toleranzspaltes 27 in eine zur Mittelachse 4 konzentrische Einschnürung 48, die an der gegenüberliegenden Kante des Rotor 9 vorgesehen ist.

Das Schutzgitter 22 besteht vorzugsweise aus Metall, und zwar aus einer Schar von zur Mittelachse 4 koaxialen Ringen, nämlich insgesamt vier Ringen 30, 31, 32, 33, neben dem bereits erwähnten Verstärkungsring 26 und dem ringförmigen Band 24. Gekreuzt zu den Ringen 30, 31, 32, 33 erstreckt sich eine weitere Schar von Gitterstäben,.und zwar insgesamt elf Gitterstäbe 35 bis 45, die sich speichenartig etwa in radialer Richtung erstrecken. Sämtliche Ringe 30 bis 33 und Gitterstäbe 35 bis 45 erstrecken sich unparallel zu den der Endebene 3 zugekehrten Kanten der Ventilatorflügel, zum Beispiel der Kante 47 des Ventilatorflügels 16. Der Kreuzungswinkel ist für die Gitterstäbe 35 bis 45 etwa 20 Grad und für die Ringe 30 bis 33 etwa 70 Grad. In entsprechender Weise stehen auch die Speichen 10 bis 13 schräg zu den rückwärtigen Kanten der Flügel etwa im Winkel von 20 Grad. Diese Schrägstellung ist zweckmäßig, um unnötige Geräuschbildung zu vermeiden.

Das Rohrstück 1 ist an beiden Enden zu je einem Flansch 51, 52 ausgeformt. Die Flansche erstrecken sich innerhalb der axialen Länge des Rohrstückes und innerhalb eines Raumes, der durch einen Zylinder mit quadratischer Grundfläche definiert ist. Die Außenkontur der Flansche 51, 52 ist jeweils ein Quadrat, dessen Seitenlänge so groß ist wie der Durchmesser des Strömungskanals 21 entlang der Endebenen 2, 3, jeweils zuzüglich Materialstärke. Die Folge ist,

' daß die Flansche 51, 52 zwischen den Flanschecken nicht wesentlich stärker sind als die durch den Doppelpfeil 53 angezeigte Materialstärke des Rohrstückes.

Der Flansch 52, in den das Schutzgitter 22 eingelassen ist, ist im Bereich der Ecken durch Stützstege, zum Beispiel den Stützsteg 55, verstärkt. Der Stützsteg 55 ist außen auf das Rohrstück aufgesetzt und erstreckt sich im Winkelbereich zwischen der betreffenden Flanschecke 56 und dem Rohrstück 1 und ist an die Flanschecke 56 und an das Rohrstück 1 angeformt. Entsprechende Stützstege sind auch für alle anderen Flanschecken vorgesehen.

An der Außenseite des Flansches 52 sind vier Absätze 60 bis 63 vorgesehen, die, wie aus Figur 1 ersichtlich, konzentrisch zur Mittelachse 4 angeordnet sind. Der zwischen den Absätzen stehengebliebene Vorsprung 46 ist eingepaßt in einen Durchbruch 59 in der Gehäusewand 57 eines zu belüftenden Gerätes. Das Schutzgitter 22 erstreckt sich demzufolge in Flucht zu der Gehäusewand 57·

Figur 3 zeigt ein abgeändertes Ausführungsbeispiel, bei dem das Rohrstück 70 aus zwei Teilen, nämlich einem Speichenteil 71 und einem Schutzgitterteil 72 besteht. Diese beiden Teile sind mit fluchtender Innenwand 73 und an der Innenwand stufenlos aneinandergesetzt und durch Bolzen, die im Bereich der vier Ecken durch vorgesehene Löcher 74 gesteckt sind, miteinander verschraubt. Das Speichenteil ist ein Gußstück und besteht aus einer Teillänge des Rohrstückes mit angeformten Speichen, zum Beispiel der Speiche 75, und mit der von den Speichen gehaltenen koaxial angeordneten Flanschscheibe 76 zum Befestigen des Antriebsmotors, die sich entlang der Endebene 77 innerhalb des Rohrstückes erstreckt. Das Gitterteil 72 ist ein Gußstück und besteht aus einer Teillänge des Rohrstückes 70 mit dem angeformten Schutzgitter 79. Das Schutzgitter erstreckt sich entlang der Endebene 78 innerhalb des Rohrstückes 70 und besteht wie das Schutzgitter aus Figur 1 und 2 aus koaxialen Ringen 80, 81, 82 und einem inneren Verstärkungsring 86 und ge-

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kreuzt dazu angeordneten, auf den Umfang verteilten speichenartigen Stegen, zum Beispiel dem Steg 83. Der Antriebsmotor 84 ragt durch eine Aussparung 85 des Schutzgitters hindurch bis an die Endebene 78. Eine der Einschnürung 48 entsprechende Einschnürung ist nicht vorgesehen. Die der Gehäusewand 57 entsprechende Gehäusewand ist mit 87 bezeichnet. Im übrigen ist das Ausführungsbeispiel nach Figur 3 genauso ausgebildet wie das Ausführungsbeispiel nach Figur 1 und 2.

Claims

061 27.11.85. Patentansprüche:

1. Ventilator mit einem Rohrstück, das beidseitig in je einer Endebene endet, die senkrecht zur Mittelachse des Rohrstückes steht und dessen Länge kleiner ist als dessen kleinster Radius,

mit einem elektrischen Antriebsmotor der koaxial vollständig innerhalb des Rohrstückes gelagert ist,

mit Speichen zur Befestigung des Stators des Antriebsmotors am Rohrstück, die sich vollständig innerhalb des Rohrstückes am einen Ende des Rohrstückes entlang der zugehörigen Endebene erstrecken,

mit einem Kranz von Flügeln, die am Rotor des Motors befestigt sind und sich vollständig innerhalb des Rohrstückes in einem ringförmigen Strömungskanal erstrecken und

mit einem Schutzgitter auf der den Speichen gegenüberliegenden Seite des Rohrstückes, das sich entlang der zugehörigen Endebene erstreckt, dadurch gekennzeichnet,

daß das Schutzgitter ( 22 ) sich innerhalb des Rohrstückes ( 1 ) erstreckt,

daß das Schutzgitter ( 22 ) eine zum Rohrstück koaxiale Aussparung ( 23 ) für den Antriebsmotor ( 7 ) aufweist und

daß der Antriebsmotor in die Aussparung ( 23 ) des Schutzgitters hineinragt.

2. Ventilator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzgitter ( 22 ) am Rohrstück ( 1 ) befestigt ist und

daß zwischen dem die Aussparung ( 23 ) begrenzenden inneren Rand ( 26 ) des Schutzgitters und dem Antriebsmotor ( 7 ) ein Toleranzspalt { 27 ) ausgespart ist.

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3. Ventilator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß der innere Rand des Schutzgitters ( 22 ) durch einen stabilen Ring ( 26 ) gebildet ist.

4. Ventilator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß das Rohrstück ( 70 ) aus einem Speichenteil ( 71 ) und einem Gitterteil ( 72 ) besteht,

daß die beiden Teile des Rohrstückes mit fluchtender Innenwand ( 73 ) und an der Innenwand stufenlos aneinandergesetzt sind,

daß das Speichenteil ein Gußstück ist, bestehend aus einer Teillänge des Rohrstückes mit den angeformten Speichen ( 75 ) und mit einer von den Speichen gehaltenen zur Rohrstückachse koaxialen Flanschscheibe ( 76 ) zum Befestigen des Antriebsmotors ( 84 ), die sich entlang der betreffenden Endebene ( 77 ) innerhalb des Rohrstückes erstreckt und

daß das Gitterteil ein Gußstück ist, bestehend aus einer Teillänge des RohrStückes mit dem angeformten Schutzgitter ( 79 ).

5. Ventilator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß an dem schutzgitterseitigen Ende des Rohrstückes ( 1 ) ein Flansch ( 52 ) mit quadratischer Außenkontur vorgesehen ist, der sich innerhalb der Axiallänge des Rohrstückes erstreckt und im engsten Bereich ( 53 ) zwischen benachbarten Flanschecken ( 56... ) nicht wesentlich stärker ist als die Materialstärke des Rohrstückes.

6. Ventilator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

daß Stützstege ( 55 ) für die Flanschecken außen auf das Rohrstück ( 1 ) aufgesetzt sind, die sich in dem

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Winkelbereich zwischen einer betreffenden Flanschecke ( 56 ) und dem Rohrstück erstrecken und an die Flanschecke und an das Rohrstück angeformt sind.

7. Ventilator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß das Schutzgitter ( 22 ) aus gekreuzten Gitterstäben ( 30..., 35·. ·) besteht und

daß sämtliche Gitterstäbe im Kreuzungswinkel von 20 bis 160 Grad zu den den Gitterstäben zugekehrten Kanten ( 47 ) der Flügel ( 16... ) stehen.

8. Ventilator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schar der Gitterstäbe zur Rohrstückachse ( 4 )

koaxiale Ringe ( 30, 31, 32 ) sind und _v

daß eine zweite Schar von Gitterstäben ( 35 - 45 ) gekreuzt dazu speichenartig angeordnet sind.

9. Ventilator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß am schutzgitterseitigen Ende des Rohrstücks ( 1 ) ein Flansch ( 52 ) vorgesehen ist, der an seiner Außenseite ein oder mehrere Absätze ( 60 - 63 ) aufweist, derart, daß der zwischen den Absätzen stehengebliebene Vorsprung ( 46 ) in einen Aufnahmedurchbruch (59 ) einer Gehäusewand ( 57 ) eines zu belüftenden Gerätes paßt.

10. Ventilator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß die Aussparung ( 23 ) des Schutzgitters ( 22 ) von einem Verstärkungsring ( 26 ) des Schutzgitters ( 22 ) umgeben ist, der zur Gebläseachse ( 4 ) konzentrisch ist und in eine zur Gebläseachse ( 4 ) konzentrische Einschnürung ( 48 ) entlang der dem Verstärkungsring gegenüberliegenden Kante des Rotors ( 7 ) unter Aussparung eines Toleranzspaltes ( 27 ) ragt.