DE4412836C2 - Querstromventilator mit elastischer Kupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Querstromventilator mit einer Antriebseinrichtung und einem Laufrad, wobei eine Welle der Antriebseinrichtung über eine elastische Kupplung mit einem stirnseitigen Ende des Laufrads verbunden ist und die Kupplung minde­ stens einen elastisch nachgiebigen Ring aufweist, der mit seinem zentralen Bereich mit einer Nabe und im Bereich seines Umfangs mit dem Laufrad, insbe­ sondere mit einer Endringscheibe des Laufrads ge­ kuppelt ist.

Ein Querstromventilator der eingangs genannten Art ist aus der EP 0 178 645 A1 bekannt. Das Laufrad ist mehrfach gelagert, wobei der Wellenstutzen eines Elektromotors das eine Ende des Laufrads lagert und am anderen Ende des Lauf­ rads ein weiteres Lager vorgesehen ist. In eine mittige Öffnung der dem Elektromotor zugewandten Endringscheibe des Laufrads ist ein elastischer Ring aus Silikonkautschuk eingesetzt, in den eine starre Nabe eingesetzt ist, in die der Wellenstum­ mel des Elektromotors drehfest eingreift. Der vor­ stehend erwähnte elastische Ring kann auch aus Stahl bestehen. Der bekannte Querstromventilator hat sich in der Praxis bewährt, könnte jedoch im Hinblick auf die Kupplung von Antriebseinrichtung und Laufrad noch verbessert werden.

Aus der DE-OS 14 03 059 ist ein Kleinheizlüfter mit einem von einem Elektromotor angetriebenen Gebläse­ laufrad bekannt. Dieses ist im Bereich seiner Stirnscheiben elastisch gelagert. Hierzu ist an der den Elektromotor zugewandten Endscheibe des Lauf­ rads ein flexibles Element in Form einer elasti­ schen Membran mit der Motorwelle gekoppelt. Die an­ dere, nicht angetriebene Endscheibe weist einen Wellenzapfen auf, der in einem Lager umläuft, das von einer elastischen Membran getragen wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Querstromventilator der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem eine Kupplung mit vielsei­ tigen Eigenschaften realisiert ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ring als mindestens eine Federscheibe aus­ gebildet ist, dem im zentralen Bereich zwei Halte­ flansche zugeordnet sind, die sich in gegenüberlie­ genden Positionen auf den beiden Seiten der Feder­ scheibe befinden, wobei der eine, erste Halte­ flansch mit der Nabe verbunden ist und zwischen diesem und dem anderen, zweiten Halteflansch, der zentrale Bereich der Federscheibe angeordnet ist. Aufgrund dieser erfindungsgemäßen Konstruktion wird zwischen den beiden Halteflanschen die Federscheibe definiert eingespannt. Das Verspannen erfolgt vor­ zugsweise mit Axialspannmitteln. Durch die Ausbil­ dung des Ringes als Federscheibe, insbesondere Fe­ derblechscheibe aus rostbeständigem Federbandstahl, bevorzugt Stahlblechscheibe, ist eine sehr einfache Konstruktion gegeben, wobei die Federscheibe durch ihre extrem hohen Belastungswerte auch bei starken mechanischen Belastungen funktionssicher ist. Das Einklemmen der Federscheibe zwischen den Halteflan­ schen führt zu einer definierten Krafteinleitung der Energie der Welle der Antriebseinrichtung zum Laufrad, und es ist gewährleistet, daß sich Fe­ dereigenschaften in der gewünschten Weise einstel­ len. Über dies garantiert die erfindungsgemäße Kon­ struktion eine exakt zentrische Ausrichtung der Einzelteile, was zu einem ruhigen Lauf führt. Die erfindungsgemäße Konstruktion ist für eine flie­ gende Lagerung des Laufrades problemlos geeignet, da sie einerseits einen zentrischen Lauf bei hoher Drehsteifigkeit garantiert und andererseits auftre­ tende Fluchtungsfehler zwischen der Welle der An­ triebseinrichtung und der Mittelachse des Laufrades ausgleicht. Die Fluchtungsfehler treten insbeson­ dere im Zusammenhang mit einer zweiten Lagerstelle, beziehungsweise können insbesondere dann auftreten, wenn das Laufrad eine eigene Lagerung aufweist und die Welle der Antriebseinrichtung eine davon sepa­ rierte Lagerung besitzt. Durch die elastische Nach­ giebigkeit der Federscheibe werden die auftretenden Fehler spiel frei ausgeglichen, wobei aufgrund der Biegeelastizität der erfindungsgemäßen Kupplung sowohl eine axiale, als auch eine winklige Flexibi­ lität geschaffen ist.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß der erste Halte­ flansch einen ihn axial überragenden, eine Öffnung der Federscheibe durchsetzenden Ringstutzen auf­ weist. Der Ringstutzen durchgreift somit die Öff­ nung der Federscheibe beziehungsweise greift er in sie ein, was eine optimale Ausrichtung der Teile zueinander herbeiführt, insbesondere vor dem Ver­ spannen der Axialspannmittel.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann vorge­ sehen sein, daß der Ringstutzen eine Öffnung des zweiten Halteflansches durchsetzt beziehungsweise in die Öffnung eingreift. Durch diese Maßnahme wird der zweite Halteflansch optimal gegenüber dem er­ sten Halteflansch ausgerichtet, was insbesondere vor dem Verspannen der Axialspannmittel notwendig ist, um eine hohe zentrische Genauigkeit zu erzie­ len, welche zu guten Rundlaufeigenschaften führt.

Vorteilhaft ist es, wenn der Ringstutzen einstückig mit dem ersten Halteflansch ausgebildet ist. Zu­ sätzlich oder alternativ kann auch vorgesehen sein, daß der erste Halteflansch einstückig mit der Nabe ausgebildet ist.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die Welle in einer Aufnahmebohrung der Nabe drehfest gehalten. Diese Aufnahmebohrung durchsetzt bevor­ zugt die Nabe, den ersten Halteflansch und den Ringstutzen. Sind die genannten Teile einstückig miteinander ausgebildet, so ist die Aufnahmebohrung absatzfrei, das heißt durchlaufend ausgebildet.

Vorzugsweise durchsetzen die Axialspannmittel Durchbrüche von Federscheibe und zweiten Hal­ teflansch. Die Axialspannmittel können insbesondere als Niete ausgebildet sein. Sie werden durch die Durchbrüche der entsprechenden Teile gesteckt; das axiale Verspannen erfolgt dann durch Nietvorgänge.

Insbesondere kann vorgesehen sein, daß Nabe, erster Halteflansch, und Axialspannmittel einstückig als Druckgußteil hergestellt sind. Dies hat den Vor­ teil, daß der erste Halteflansch keine Durchbrüche für separate Niete aufweisen muß, sondern daß die Nietschäfte schon einstückig am ersten Halteflansch ausgebildet sind, wodurch sich die Montage der er­ findungsgemäßen Kupplung erheblich vereinfacht.

Alternativ ist es - wie vorstehend bereits erwähnt - auch möglich, daß der erste Halteflansch Durch­ brüche aufweist, die von den Axialspannmitteln durchsetzt werden. Diese Axialspannmittel durch­ greifen ferner fluchtende Durchbrüche in Feder­ scheibe und zweitem Halteflansch, wobei sie - wie erwähnt - insbesondere als Niete ausgebildet sind, jedoch nach einem anderen Ausführungsbeispiel­ auch beispielsweise von Schraubverbindungen gebil­ det werden können. Letzteres könnte vorteilhaft sein, wenn eine Demontage auf einfache Weise mög­ lich sein soll.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist es ge­ rade bei größeren Stückzahlen von Vorteil, wenn Nabe, erster und zweiter Halteflansch als einstüc­ kiges Druckgußteil ausgeformt sind. Die Feder­ scheibe wird bei dieser Herstellungsart in die Druckgußform mit eingelegt, so daß die Durchbrüche der Federscheibe mit Gußmaterial ausgefüllt sind und somit als Axialspannmittel wirkende Brücken ausgebildet werden. Durch den beim Erkalten auftre­ tenden Schrumpfvorgang wird die Federscheibe abso­ lut spielfrei festgesetzt.

Vorzugsweise weist die Federscheibe eine konstante Blechstärke auf. Sie wird in einfacher Weise aus Blechmaterial ausgestanzt. Aufgrund dieser Her­ stellungsart und Konstruktion ist sie extrem be­ lastbar.

Die Ausbildung des die Elastizitätseigenschaften aufweisenden Bauteils der Kupplung aus Metall, ins­ besondere aus Stahl, hat den Vorteil, daß der er­ findungsgemäße Querstromventilator problemlos zur Förderung von Kalt- bzw. Heißgas eingesetzt werden kann, ohne daß es zu Sprödungsbrüchen beziehungs­ weise Anschmelzerscheinungen kommt. Problemlos sind Gasströme im Bereich von -150°C bis +500°C und darüber zu fördern.

Die Zeichnungen veranschaulichen die Erfindung an­ hand von Ausführungsbeispielen und zwar zeigt:

Fig. 1 eine Ansicht auf einen Querstromventila­ tor, in gebrochener Darstellung, sowie teilweise geschnitten,

Fig. 2 eine Ansicht auf den Querstromventilator nach Fig. 1, jedoch mit Zwischen- und Endlagern,

Fig. 3 eine Schnittansicht durch eine Kupplung des Querstromventilators, die eine Ver­ bindung zwischen einer Antriebseinrich­ tung und einem Laufrad bildet,

Fig. 4 eine Schnittansicht durch eine Feder­ scheibe der Kupplung,

Fig. 5 eine Draufsicht auf die Federscheibe der Fig. 4,

Fig. 6 eine Draufsicht auf einen Halteflansch der erfindungsgemäßen Kupplung,

Fig. 7 eine Schnittansicht im Bereich der Stirn­ seite des Laufrads eines Querstromventi­ lators,

Fig. 8 eine Detailansicht der Befestigung einer Federscheibe an einer Endringscheibe des Laufrads eines Querstromventilators,

Fig. 9 eine Detailansicht auf eine weitere Aus­ führungsform nach Fig. 8,

Fig. 10 eine Schnittansicht auf ein weiteres Aus­ führungsbeispiel der Kupplung des Quer­ stromventilators,

Fig. 11 eine Schnittansicht auf die Kupplung ge­ mäß Fig. 10 mit einer Lagerung und einer Durchgangsbohrung,

Fig. 12 eine Schnittansicht auf die Kupplung ge­ mäß Fig. 11 mit einer Lagerung und Sack­ loch-Bohrung,

Fig. 13 eine schematische Darstellung der Mitnah­ meverbindung zwischen einem beidseitig gelagerten Laufrad und dem Antriebswel­ lenstummel einer Antriebseinrichtung ei­ nes Querstromventilators,

Fig. 14 eine Ansicht auf ein weiteres Ausfüh­ rungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kupp­ lung des Querstromventilators und

Fig. 15 eine Ansicht auf ein weiteres Ausfüh­ rungsbeispiel der Kupplung des Querstrom­ ventilators.

Die Fig. 1 zeigt einen Querstromventilator 1, der ein Gehäuse 2, eine Antriebseinrichtung 3, sowie ein Laufrad 4 aufweist. An sich bekannte, konstruk­ tive Details des Querstromventilators 1 sind in Fig. 1 nicht im einzelnen wiedergegeben, sofern sie nicht in direktem Zusammenhang mit dem Gegenstand der Erfindung stehen. Da die Erfindung eine elasti­ sche Kupplung zwischen einer Welle der Antriebsein­ richtung 3 und dem Laufrad 4 betrifft, können die übrigen Komponenten des Querstromventilators 1 ge­ mäß der bekannten vielseitigen Ausführungsformen ausgestaltet sein. An der einen Stirnseite 5 des Gehäuses 2 ist die als Elektromotor 6 ausgebildete Antriebseinrichtung 3 derart befestigt, daß ihre Welle 7 in das Innere des Gehäuses 2 ragt und das eine Ende 8 des Laufrads 4 fliegend lagert. Das an­ dere Ende 9 des Laufrads 4 ist mittels eines Lagers 10 an der anderen Stirnseite 11 des Gehäuses 2 drehbar gelagert. Nach einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist es auch möglich, daß auf der Antriebsseite eine Blocklager- oder Radla­ gereinheit vorgesehen ist.

Die Fig. 2 zeigt eine weitere Ausgestaltungsvari­ ante des Querstromventilators 1. Gleiche Teile, wie in Fig. 1, sind mit gleichen Bezugsziffern verse­ hen. Der Querstromventilator 1 weist in dieser Va­ riante zwei Laufräder 4 auf, die zwischengelagert sind, was bei größeren Baulängen von Vorteil ist.

Auch ist die Ausgestaltung der Lagerung 10 am Ende 9 des Laufrads 4 anders als die in Fig. 1 darge­ stellte Lagerung 10. Auf die Ausgestaltung der Zwi­ schenlagerung und die Lagerung 10 wird nachstehend näher erläutert.

Die Fig. 3 zeigt eine Kupplung 12, die die Welle 7, die als Wellenstummel des Elektromotors 6 ausge­ bildet ist, mit dem Laufrad 4 verbindet. Die Kupp­ lung 12 weist einen Grundkörper 13 auf, der aus ei­ ner Nabe 14, einem ersten Halteflansch 15, sowie einem Ringstutzen 16 besteht. Alle drei Teile 14, 15 und 16 sind einstückig miteinander ausgebildet. Der Grundkörper 13 wird axial von einer Aufnahme­ bohrung 17 durchsetzt, die der Aufnahme der Welle 7 dient. Für eine drehfeste Verbindung zwischen Welle 7 und Grundkörper 13 mündet in die Aufnahmebohrung 17 eine radial verlaufende Gewindebohrung 18, in die eine Madenschraube 19 eingeschraubt ist, welche im festgezogenen Zustand der Klemmverbindung zwi­ schen Welle 7 und Grundkörper 13 dient.

Die Nabe 14 ist als zylindrisches Ringteil ausge­ bildet, dessen Durchmesser kleiner als der Durch­ messer des kreisringförmigen ersten Halteflansches 15 ausgebildet ist. Der Halteflansch 15 weist eine axiale Anlagefläche 20 auf, die - in axialer Rich­ tung - von dem Ringstutzen 16 überragt wird. Der Ringstutzen 16 ist ebenfalls als kreiszylindrisches Teil ausgebildet.

Die Fig. 4 und 5 zeigen eine Federscheibe 21, die einen kreisförmigen Grundriß aufweist, sowie zentral von einer Öffnung 22 durchsetzt wird. Die Öffnung 22 ist kreisförmig ausgebildet und besitzt einen Durchmesser, der dem Außendurchmesser des Ringstutzens 16 entspricht. Um die Öffnung 22 herum sind auf einem gedachten Kreis in gleichmäßig ver­ teilten Winkelabständen Durchbrüche 23 an der Fe­ derscheibe 21 ausgebildet. Im Bereich 24 ihres Um­ fangs weist die Federscheibe 21 weitere Durchbrüche 25 auf, die ebenfalls in gleichmäßigen Winkel­ abständen dort verteilt angeordnet sind.

Die Fig. 6 zeigt einen zweiten Halteflansch 26, der als Kreisscheibe ausgebildet ist, und von einer Öffnung 27 durchsetzt wird, die einen kreisförmigen Grundriß aufweist und einen Durchmesser besitzt, der auf den Außendurchmesser des Ringstutzens 16 abgestimmt ist. Ferner wird der zweite Halteflansch 26 von Durchbrüchen 28 durchsetzt, die - um die Öff­ nung 27 herum - in gleichmäßigen Winkelabständen an­ geordnet sind. Die Durchbrüche 28 und 23 fluchten im zusammengebauten Zustand der Kupplung 12 (Fig. 3) miteinander.

Im unteren Bereich der Kupplung 12 der Fig. 3 ist der erste Halteflansch 15 von axialen Durchbrüchen 29 durchsetzt, die - im zusammengebauten Zustand - mit den Durchbrüchen 23 und 28 fluchten. Im mon­ tierten Zustand ist die Federscheibe 21 mit ihrer Öffnung 22 auf den Ringstutzen 16 aufgeschoben, wo­ bei ihre eine Seite 30 plan an der Anlagefläche 20 des ersten Halteflansches 15 anliegt. Ferner ist dann auf den Ringstutzen 16 der zweite Halteflansch 26 mit seiner Öffnung 27 aufgeschoben, so daß er plan gegen die andere Seite 31 der Federscheibe 21 tritt. Mittels Axialspannmitteln 32, die durch die jeweils fluchtenden Durchbrüche 28, 23 und 29 axial eingesteckt sind, erfolgt ein Verspannen der Teile, wodurch die Federscheibe 21 klemmend zwischen dem ersten und dem zweiten Halteflansch 15, 26 aufge­ nommen wird. Die Axialspannmittel 32 sind als Niete 34 oder Schrauben ausgebildet.

In dem oberen Bereich der Fig. 3 ist - nach einem anderen Ausführungsbeispiel - eine andere Befesti­ gungsart der Kupplungseinzelteilen dargestellt. Der Grundkörper 13 ist als Druckgußteil derart herge­ stellt, daß er Nietvorsprünge 33 aufweist, die ebenso Axialspannmittel 32 bilden und die einstüc­ kig am ersten Halteflansch 15 ausgebildet sind.

Diese Ausgestaltung hat gegenüber der Ausgestaltung mit Niete 34 den Vorteil, daß weniger Teile einge­ setzt werden müssen. Ferner ist auch die Montage erleichtert, da lediglich die Federscheibe 21 mit ihren Durchbrüchen 23 auf die Nietvorsprünge 33 aufgesteckt werden muß, anschließend dann der zweite Halteflansch 26 mit seinen Durchbrüchen 28 auf die Nietvorsprünge 33 aufgesteckt und die Niet­ vorsprünge 33 dann durch einen Nietvorgang zum Zu­ sammenhalt der Teile verformt werden.

Aus der Fig. 7 ist erkennbar, wie der Bereich 24, also die Peripherie der Federscheibe 21 mit einer Endringscheibe 35 des Laufrads 4 verbunden wird. Die Endringscheibe 35 (Fig. 7) weist eine zentrale Öffnung 36 auf, welche von gleichmäßig winkelbeab­ standeten Bohrungen 37 umgeben ist. Die Anordnung der Bohrungen 37 entspricht der Anordnung der Durchbrüche 25 der Federscheibe 21. Mittels Niete 38, die die Bohrungen 37 und die Durchbrüche 25 durchsetzen, sind Endringscheibe 35 und Feder­ scheibe 21 miteinander verbunden.

Um eine hohe Bewegungsfreiheit in axialer Richtung zu erzielen, kann - gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 8 - die Endringscheibe 35 einen Axialvor­ sprung 39 im Umfangsbereich aufweisen, an dem die Federscheibe 21 befestigt wird. Auf diese Art und Weise ist zwischen Federscheibe 21 und dem inneren Bereich der Endringscheibe 35 ein Freiraum 40 ge­ schaffen, der axiale Auslenkungen der Federscheibe 21 optimal zuläßt.

In Fig. 9 ist eine weitere Ausgestaltungsmöglich­ keit gezeigt, um den Freiraum 40 zu schaffen, der eine hohe Bewegungsfreiheit in axialer Richtung zu­ läßt. An dem Umfang der Endringscheibe 35 sind in gleichmäßigem Abstand verteilt Distanzringe 78 an­ geordnet. Jedem Distanzring 78 ist ein Gegenhalter 80 zugeordnet. Jeder Distanzring 78 weist ein Auf­ lageteil 82 und ein im Durchmesser kleineres Auf­ nahmeteil 84 auf. Das Maß des Durchmessers des Auf­ nahmeteiles 84 ist derart gewählt, daß es in die Durchbrüche 25 der Federscheibe 21 eingreifen kann. Das Auflageteil 82 weist zwei Auflageflächen 86 und 88 auf. Die Auflagefläche 86 ist der Endringscheibe 35 zugeordnet und die Auflagefläche 88 ist der Fe­ derscheibe 21 zugeordnet. Zusätzlich ist eine mit­ tig angeordnete Bohrung, für eine entsprechende Schraube 90, in jedem Distanzring 78 ausgebildet.

Der Gegenhalter 80 weist das gleiche äußere Durch­ messermaß auf, wie das Durchmessermaß des Distanz­ ringes 78. Der Gegenhalter 80 weist außerdem noch eine mittig daran angeordnete Aufnahmebohrung auf, die als Stufenbohrung 92 ausgebildet ist. Die größere Aufnahmebohrung der Stufenbohrung 92 ist derart ausgestaltet, daß sie das Aufnahmeteil 84 des Distanzrings 78 in sich aufnehmen kann und so der Distanzring 78 und der Gegenhalter 80 miteinan­ der zentriert sind. Die kleinere Aufnahmebohrung der Stufenbohrung 92 ist so ausgebildet, daß sie die Schraube 90 aufnehmen kann. Wie in Fig. 9 deutlich wird, wird die Federscheibe 21 zwischen der entsprechenden Anzahl von Distanzringen 78 und Gegenhaltern 80 aufgenommen und jeweils mit der Schraube 90 in dem entsprechenden Gewindeabschnitt 48 der Endringscheibe 35 befestigt. Diese Ausge­ staltungsmöglichkeit, wie sie in Fig. 9 gezeigt ist, kann beispielsweise dann gewählt werden, wenn die Verbindung lösbar sein soll.

Fig. 10 zeigt eine Weiterbildung der erfindungsge­ mäßen Kupplung 12, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen, so daß nur auf die Unterschiede eingegan­ gen werden soll.

Die hier dargestellte Kupplung 12 ist als einstüc­ kiges Druckgußteil hergestellt. Das heißt, daß der Grundkörper 13 einstückig mit dem zweiten Halte­ flansch 26 ausgebildet ist. Dies ermöglicht bei Se­ rienfertigungen den separat gefertigten Halte­ flansch 26 und den Nietvorgang (wie anhand von Fig. 3 beschrieben) einzusparen. Die Federscheibe 21 wird beim Druckguß-Herstellungsverfahren zentrisch in das Druckgußwerk eingespannt. Beim Gußvorgang wird das fließfähige Metall auch durch die Durch­ brüche 23 der Federscheibe 21 gepreßt und somit werden als Axialspannmittel wirkende Brücken 49 ausgebildet. Die Bohrung 17 und die Gewindebohrung 18 werden bei der Druckguß-Herstellung entsprechend berücksichtigt und hergestellt. Durch den beim Er­ kalten des Materials einsetzende Schrumpfungsvor­ gang wird die Federscheibe 21 absolut spielfrei festgesetzt. Die Außenkontur der als einstückiges Druckgußteil hergestellten Kupplung 12, wie sie in Fig. 10 gezeigt ist, entspricht nahezu der Außen­ kontur, der in Fig. 3 dargestellten Kupplung 12.

Je nach dem, in welchem Temperaturbereich die Kupp­ lung 12 eingesetzt werden soll, kann sie bei gerin­ geren Temperaturanforderungen auch aus Kunststoff in einem Spritzgußverfahren hergestellt werden.

Fig. 11 und Fig. 12 zeigen eine weitere Ausfüh­ rungsform der in Fig. 10 dargestellten Kupplung 12. Es soll nur auf die Unterschiede eingegangen werden. In Fig. 11 weist die als Zwischenlager 51 ausgebildete Kupplung 12 eine Stufenbohrung 52 auf. Der kleinere Durchmesser der Stufenbohrung 52 entspricht dem, der Aufnahmebohrung 17, der in Fig. 10 dargestellten Kupplung 12 und dient als Anschlag einer Lagerbuchse 53. Der größere Durch­ messer, der mittig im Bereich der Nabe 14 ausgebil­ det ist, ist zur Aufnahme der Lagerbuchse 53 aus­ gebildet. Die Verwendung des in Fig. 11 gezeigten Zwischenlagers 51 ist in Fig. 2 dargestellt. Hier ist erkennbar, daß die Lagerbuchse 53 des Zwischen­ lagers 51 eine Welle 54 drehbar lagert. Das Zwi­ schenlager 51 wird an einer Zwischenwand 55 derart befestigt, daß die Welle 54 ohne nennenswerte Fluchtungsfehler die beiden Laufräder 4 miteinander verbindet.

Fig. 12 zeigt dieselbe Kupplung 12, wie in Fig. 11, die hier aber als Endlager 56 ausgebildet ist. Das Endlager 56 weist nur eine Aufnahme 57 auf, die in ihren Abmessungen derart ausgestaltet ist, daß sie die Lagerbuchse 53 aufnehmen kann. Die Aufnahme 57 befindet sich hier im Bereich der Nabe 14 und ist mittig an dieser angeordnet. Dadurch, daß die Aufnahme 57 nicht durchgehend ausgebildet ist, er­ gibt sich eine Art Deckel 58. Die Verwendung des in Fig. 12 dargestellten Endlagers 56 ist in Fig. 2 gezeigt. Hier ist das Endlager 56 an dem Ende 9 des Gehäuses 2 befestigt. Das Laufrad 4 ist über eine Welle 59, die über die Kupplung 12 mit dem Laufrad 4 gekuppelt ist, in dem Endlager 56 drehbar gela­ gert. Durch den Art Deckel 58 ist das Innere des Gehäuses 2 des Querstromventilators 1 vor schädi­ genden Umwelteinflüssen geschützt.

Die Fig. 13 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kupplung 12 eines Quer­ stromventilators 1, wobei diese Kupplung 12 als Doppelkupplung ausgebildet ist. Auf der Welle 7 der Antriebseinrichtung 3 (nicht dargestellt) befindet sich eine Kupplung 12, die ebenso ausgebildet ist, wie in Fig. 3 beschrieben. Das Laufrad 4, von dem in der Fig. 13 lediglich eine durchgehende Welle 41 dargestellt ist, ist beidseitig mittels Lagern 42 drehbar gelagert. An einem Ende 43 der Welle 41 befindet sich eine Kupplung 12, die entsprechend dem in der Fig. 3 dargestellten Ausführungsbei­ spiel ausgebildet ist. Die Anordnung ist derart ge­ troffen, daß sich die Wellen 7 und 41 unter Ausbil­ dung eines Freiraumes x fluchtend gegenüber stehen, wobei sich die beiden zweiten Halteflansche 26 ein­ ander zugekehrt gegenüber stehen. Im Bereich 24, also im Umfangsbereich der beiden Federscheiben 21, sind axial verlaufende Mitnahmeelemente 44 in gleichmäßigem Winkelabstand über den Umfang ver­ teilt angeordnet. Sie verbinden die beiden Feder­ scheiben 21 kraftschlüssig miteinander.

Aufgrund der Elastizität der Federscheibe 21, die insbesondere als Stahlblechscheibe ausgebildet ist, wird ein Parallelversatz beziehungsweise ein Win­ kelversatz zwischen den Drehachsen der Wellen 7 und 41 bzw. der Welle 7 und der Drehachse des Laufrads 4 optimal ausgeglichen. Da vorzugsweise sämtliche Teile der erfindungsgemäßen Kupplung 12 aus Metall bestehen, kann mit dem Querstromventilator 1 in ex­ tremen Temperaturbereichen gearbeitet werden. So ist es beispielsweise problemlos möglich, Gasströme mit sehr hohen Temperaturen (zum Beispiel +500°C) als auch mit sehr niedrigen Temperaturen (zum Bei­ spiel -150°C) zu transportieren, ohne daß die Kupplung 12 ihre guten Eigenschaften verliert.

Selbstverständlich werden das Federmaterial, die Dicke, der Durchmesser und weitere Parameter der Federscheibe 21 derart aufeinander abgestimmt, daß sich die gewünschten Federeigenschaften einstellen. Wenn eine hohe Biegesteifigkeit erzielt werden soll, ist es beispielsweise auch möglich, nicht nur eine Federscheibe 21, sondern zwei oder mehrere Fe­ derscheiben 21 zu verwenden, die - plan aufeinander gelegt - die Drehmitnahme bewirken.

Die erfindungsgemäße Kupplung 12 zeichnet sich durch eine einfache Bauweise, ein geringes Gewicht und geringer Schwungmasse aus. Sie ist auch bei sehr hohen Drehzahlen einsetzbar, da keine die Fliehkraft unzulässig beeinflussenden Teile vorhan­ den sind. Ferner sind auch keine Verschleißteile vorhanden. Eine Wartung ist daher nicht erforderlich. Die erfindungsgemäße Kupplung 12 arbeitet spielfrei. Vorzugsweise wird für die Biegewechsel­ beanspruchung eine Federscheibe 21 aus hochfestem Federstahl eingesetzt, der mindestens 1100 N/mm² besitzt. Trotz der Biegeelastizität weist die er­ findungsgemäße Kupplung 12 ein außerordentlich drehsteifes Verhalten auf.

Die Fig. 14 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Kupplung, die der Verbindung eines nicht nä­ her dargestellten Laufrades eines Querstromventila­ tors 1 mit einer nicht dargestellten Antriebsein­ richtung dient. Die Kupplung 12 weist eine erste Nabe 60 und eine weitere, zweite Nabe 61 auf. Die beiden Naben 60 und 61 sind vorzugsweise als Druck­ gußteile ausgebildet. Sie weisen - ausgehend von ih­ ren zentralen, an den entsprechenden Wellen 62 und 63 zu befestigenden Mittenbereichen 64, 65 - sich in radialer Richtung erstreckende Arme 66, 67 auf. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 14 sind jeweils vier, zueinander um 90° versetzt liegende Arme 66 bezie­ hungsweise 67 vorgesehen. In den Endbereichen der Arme 66, 67 sind Befestigungsbohrungen 68 bezie­ hungsweise 69 ausgebildet. Als elastisch nachgiebi­ ger Ring kommt eine Federscheibe 21 zum Einsatz, die an den Endbereichen der Arme 66 und 67 befe­ stigt ist. Die Befestigung erfolgt derart, daß die Befestigungsbohrungen 68 und 69 von Befestigungs­ schrauben 70, 71 durchgriffen werden, die überdies auch entsprechende Bohrungen in der Federscheibe 21 durchsetzen und mittels Muttern 72, 73 verspannt sind. Auf diese Art und Weise werden Befestigungs­ stellen 74 der ersten Nabe 60 zur Federscheibe 21 und Befestigungsstellen 75 der zweiten Nabe 61 zur Federscheibe 21 gebildet. Die Befestigungsstellen 74, 75 liegen derart an der Federscheibe 21 ver­ teilt, daß zwischen ihnen freie Federabschnitte 76 der Federscheibe 21 ausgebildet werden, wodurch in axialer Richtung eine Elastizität auftritt, in Um­ fangsrichtung jedoch Drehsteifigkeit besteht.

Insbesondere ist der unteren Darstellung der Fig. 14 zu entnehmen, daß die Federscheibe 21 gegenüber den Armen 66, 67 einen Abstand s aufweist, wodurch eine hinreichende Bewegungsfreiheit garantiert ist. Die Befestigungsstellen 74 alternieren mit den Be­ festigungsstellen 75.

Wie der Fig. 14 ebenfalls zu entnehmen ist, wird dort nicht eine Federscheibe 21 zum Einsatz ge­ bracht, sondern es liegen zwei Federscheiben 21 plan aufeinander, wodurch die Parameter der Elasti­ zität und dergleichen der Federscheibe 21 entspre­ chend einstellbar sind. Es ist also auch möglich, nur eine Federscheibe 21 oder aber auch mehr als zwei Federscheiben 21 einzusetzen, je nach den ge­ wünschten Eigenschaften.

Die Fig. 15 zeigt ein weiteres Ausführungsbei­ spiel, das dem der Fig. 14 entspricht. Zur Vermei­ dung von Wiederholungen soll daher nur auf die Un­ terschiede eingegangen werden. Diese bestehen darin, daß parallel zu den bereits beschriebenen beiden Federscheiben 21 zwei weitere Federscheiben 21 eingesetzt werden. Auch hier ist es selbstverständlich möglich, jeweils nur eine Federscheibe 21 zu verwenden oder aber auch mehr als jeweils zwei Federscheiben 21. Die beiden weiteren Federscheiben 21 sind den Muttern 73 zugeordnet, das heißt die Befestigungsschrauben 71 klemmen im Bereich ihres Kopfes die bereits erwähnten beiden Federscheiben 21 und im Bereich ihrer Muttern 73 die weiteren Fe­ derscheiben 21, so daß sich insgesamt ein steiferes Verhalten der Kupplung 12 einstellt.

Es ist selbstverständlich auch möglich, nicht den Muttern 73, sondern den Muttern 72 zusätzliche oder zumindest eine zusätzliche Federscheibe 21 zu­ zuordnen. Möglich ist auch, daß sowohl den Muttern 72 und auch 73 Federscheiben 21 zugeordnet werden, so daß sich insgesamt drei parallele Ebenen erge­ ben, in denen sich Federscheiben 21 befinden.

Claims (18)

1. Querstromventilator mit einer Antriebseinrich­ tung und einem Laufrad, wobei eine Welle der An­ triebseinrichtung über eine elastische Kupplung mit einem stirnseitigen Ende des Laufrads verbunden ist und die Kupplung mindestens einen elastisch nach­ giebigen Ring aufweist, der mit seinem zentralen Bereich mit einer Nabe und im Bereich seines Um­ fangs mit dem Laufrad, insbesondere mit einer Endringscheibe des Laufrads gekuppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring als mindestens eine Federscheibe (21) ausgebildet ist, der im zentralen Bereich zwei Halteflansche (15, 26) zugeordnet sind, die sich in gegenüberliegenden Positionen auf den beiden Seiten (30, 31) der Federscheibe (21) befinden, wobei der eine, erste Halteflansch (15) mit der Nabe (14) verbunden ist und zwischen diesem und dem anderen, zweiten Halteflansch (26), der zentrale Bereich der Federscheibe (21) angeordnet ist.

2. Querstromventilator nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Halteflansche (15, 26) mit Axialspannmitteln (32) miteinander verspannt sind.

3. Querstromventilator nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der er­ ste Halteflansch (15) einen ihn axial überragenden, eine Öffnung (22) der Federscheibe (21) durchsetzenden Ringstutzen (16) aufweist.

4. Querstromventilator nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringstutzen (16) eine Öffnung (27) des zweiten Hal­ teflansches (26) durchsetzt beziehungsweise in die Öffnung (27) eingreift

5. Querstromventilator nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringstutzen (16) einstückig mit dem ersten Halte­ flansch (15) ausgebildet ist.

6. Querstromventilator nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der er­ ste Halteflansch (15) einstückig mit der Nabe (14) ausgebildet ist.

7. Querstromventilator nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (7) in einer Aufnahmebohrung (17) der Nabe (14) drehfest gehalten ist.

8. Querstromventilator nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auf­ nahmebohrung (17) die Nabe (14), den ersten Halte­ flansch (15) und den Ringstutzen (16) durchsetzt.

9. Querstromventilator nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Axi­ alspannmittel (32) Durchbrüche (23, 28) von Fe­ derscheibe (21) und zweiten Halteflansch (26) durchsetzen.

10. Querstromventilator nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Axi­ alspannmittel (32) als Niete (34) ausgebildet sind.

11. Querstromventilator nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (14), erster Halteflansch (15) und Axialspannmittel (32) einstückig als Druckgußteil hergestellt sind.

12. Querstromventilator nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Halteflansch (15) Durchbrüche (29) auf­ weist, die von den Axialspannmitteln (32) durch­ setzt sind.

13. Querstromventilator nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fe­ derscheibe (21) als Federblechscheibe insbesondere mit einer konstanten Blechstärke ausgebildet ist.

14. Querstromventilator nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fe­ derscheibe (21) als Keramikscheibe, Metallkeramik­ scheibe oder Kohlenfaserscheibe ausgebildet ist.

15. Querstromventilator nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (14), der erste und der zweite Halteflansch (15, 26) einstückig als Druckgußteil hergestellt sind, wobei Bereiche der Federscheibe (21) in das Druck­ gußteil eingeformt sind.

16. Querstromventilator nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fe­ derscheibe (21) Durchbrüche (23) aufweist, die von Druckgußmaterial durchsetzt sind, wobei dieses Druckgußmaterial einstückige Brücken (49) zwischen den beiden Flanschen bilden.

17. Querstromventilator mit einer Antriebseinrich­ tung und einem Laufrad, wobei eine Welle der An­ triebseinrichtung über eine elastische Kupplung mit einem stirnseitigen Ende des Laufrads verbunden ist und die Kupplung mindestens einen elastisch nach­ giebigen Ring aufweist, der mit einer ersten Nabe und mit dem Laufrad gekuppelt ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kupplung (12) eine weitere, zweite Nabe (61) aufweist, daß beide Naben (60, 61) an dem als Federscheibe (21) ausgebildeten Ring be­ festigt sind, wobei Befestigungsstellen (74) der einen Nabe (60) von den Befestigungsstellen (75) der anderen Nabe (61) unter Bildung von freien Fe­ derabschnitten (76) der Federscheibe (21) beabstan­ det angeordnet sind.

18. Querstromventilator nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (12) trotz einer gewissen Elastizität eine so große Eigensteifigkeit aufweist, daß eine fliegende Lagerung des Laufrads (4) gebildet ist.