EP2904270B1

EP2904270B1 - Gehäuse für einen axialventilator

Info

Publication number: EP2904270B1
Application number: EP13717754.9A
Authority: EP
Inventors: Oliver Haaf; Matthias Maschke; Dieter Best; Thomas Sauer; Sebastian Bundschuh; Sven BECK; Markus ENGERT; Jürgen Schöne; Alexander LUST; Sebastian Hoss
Original assignee: Ebm Papst Mulfingen GmbH and Co KG
Current assignee: Ebm Papst Mulfingen GmbH and Co KG
Priority date: 2012-10-08
Filing date: 2013-04-12
Publication date: 2019-02-27
Anticipated expiration: 2033-04-12
Also published as: EP2716915B1; EP2904270A1; US20150267716A1; EP2716915A1; CN104755764A; US10107306B2; HUE026127T2; ES2537709T3; PT2716915E; CN104755764B; WO2014056630A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gehäuse für einen Axialventilator, umfassend einen Wandring mit einem Einlassdüsenabschnitt und einem mit diesem ausströmseitig verbundenen ringförmigem Diffusor mit einer Einströmöffnung und einer Ausströmöffnung sowie einer Halterung für einen Elektromotor des Ventilators, die in einem Innenraum des Gehäuses angeordnet ist.
Bei derartig bekannten Gehäusen, siehe US 2,144,035 , ist der Diffusor als Blechformteil hergestellt, woraus sich jedoch relativ hohe Herstellungskosten ergeben und zudem weist die bekannte Lösung gerade im mittleren und unteren Druckbereich relativ schlechte Wirkungsgrade und ein hohes Geräuschniveau auf.
Die US 5,567,200 offenbart einen Axialventilator mit einem Lüfterrad, einem Motor, einem Gehäuse für das Lüfterrad und Befestigungsmitteln, um den Motor am Gehäuse zu befestigen. Das Gehäuse weist eine ringförmige Wandung auf, die von Endbereichen der Schaufeln des Lüfterrades in einen bestimmten Abstand angeordnet ist. Zudem weist das Gehäuse eine Öffnung, durch die das Gehäuse mit Luft durchströmbar ist, auf. Die Befestigungsmittel erstrecken sich im Wesentlichen zwischen der ringförmigen Wandung und dem Lüfter und sind derart ausgebildet, dass sie die ringförmige Wandung allseitig unterstützen, um den Abstand zwischen Wandung und Lüfter aufrechtzuerhalten.
Aus der DE 20 2010 016 820 U1 ist ein Diffusor für einen Ventilator bekannt, aufweisend eine Eintrittsöffnung und eine Austrittsöffnung für ein gasförmiges Medium, das von der Eintrittsöffnung in einer axialen Hauptströmungsrichtung einen von einem Außengehäuse umschlossenen Diffusorinnenraum bis zur Austrittsöffnung durchströmt. Dabei ist der Querschnitt der Austrittsöffnung größer als der Querschnitt der Eintrittsöffnung und der Querschnitt des Diffusorinnenraums ist ausgehend vom Querschnitt der Eintrittsöffnung auf den Querschnitt der Austrittsöffnung hin vergrößert, wobei das Außengehäuse einen den Diffusorinnenraum außenseitig begrenzenden Außendiffusor bildet. Der Querschnitt des Außendiffusors geht entlang der Hauptströmungsrichtung von einem kreisförmigen Querschnitt an der Eintrittsöffnung auf einen nicht kreisförmigen Querschnitt an der Austrittsöffnung über. Des Weiteren ist konzentrisch zu dem Außendiffusor ein Innendiffusor angeordnet, der mit einem Innengehäuse den Diffusorinnenraum innenseitig begrenzt.
US 2012/039731 A1 offenbart einen Axialventilator gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einerseits eine Kostenreduktion zu erzielen und andererseits den Wirkungsgrad und die Geräuschentwicklung im mittleren und unteren Druckbereich zu verbessern. Zudem soll die Montage vereinfacht werden.
Die Erfindung besteht aus einem Gehäuse nach Anspruch 1.
Dies wird dadurch erreicht, dass der Außendiffusor aus mindestens zwei Teilringabschnitten gebildet ist, die mittels mechanischer Verbindungsmittel an seiner äußeren Umfangsfläche verbunden sind, und die Halterung aus mehreren an einer inneren Umfangsfläche des Diffusors mit einem Ende befestigbaren, umfangsgemäß beabstandeten, im Randbereich seiner Einströmöffnung befestigbaren Streben besteht, die mit ihrem anderen Ende an einem Motorflansch eines Motorgehäuses des Elektromotors montierbar sind. Vorteilhafterweise wird der Außendiffusor aus vier Teilringabschnitten gebildet und es werden vier gleich beabstandete Streben vorgesehen, die insbesondere aus zwei parallelen Speichen gebildet sind. Insbesondere besteht der erfindungsgemäße Außendiffusor aus Kunststoff, und die mechanische Verbindung der einzelnen Teilringabschnitte erfolgt mit Hilfe von Schrauben oder Nieten oder durch Steckverbindungen. Durch die Mehrteiligkeit des Außendiffusors reduzieren sich die Werkzeugkosten. Weiterhin erweitert sich der Außendiffusor von seiner Einströmöffnung zu seiner Ausströmöffnung konisch mit einem zu seiner Mittelachse X-X bezogenen Konuswinkel α, vorzugsweise von 10 ° bis 18 °, insbesondere 12 ° bis 15 °. Der Verlauf der Umfangswandung des Diffusors kann dabei von der Einströmöffnung bis zur Ausströmöffnung sowohl geradlinig als auch gekrümmt ausgeführt sein. Hierbei ist es von Vorteil, wenn der Diffusor eine Höhe gemessen in Richtung der Längsachse X-X oberhalb von im Wandring angeordneten Schaufeln des Axialventilators besitzt, die größer/gleich 200 mm bis 800 mm beträgt, bei einem Verhältnis von L:D1 von 0,25 bis 1,0, vorzugsweise 0,25 bis 0,8, wobei L die Höhe des Außendiffusors gemessen in Richtung der Längsachse X-X oberhalb der im Wandring angeordneten Schaufeln ist und D1 der Durchmesser der Einströmöffnung. Durch diese vorteilhafte Bemessung wird der Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Gehäuses und die Geräuschentwicklung insbesondere im mittleren und unteren Druckbereich erreicht.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass innerhalb des Außendiffusors, vorzugsweise zentrisch zu seiner Mittelachse, ein Innendiffusor angeordnet ist, der sich von der Einströmöffnung bis zur Ausströmöffnung erstreckt und eine geschlossene Umfangswandung aufweist, und der im Bereich der Einströmöffnung mit dem Motorflansch des Motorgehäuses des Elektromotors verbindbar ist, wobei im Innenraum des Innendiffusors das Motorgehäuse des Elektromotors aufgenommen ist. Vorteilhafterweise besitzt der Innendiffusor hierbei im Verbindungsbereich für den Motorflansch eine Umfangswandung mit einem kreisförmigen Strömungsquerschnitt und bildet einen ringförmigen Abschnitt aus, der in einen Luftleitabschnitt mit einem polygonalen, insbesondere viereckigen Querschnitt, insbesondere mit abgerundeten Ecken, übergeht. Dieser Luftleitabschnitt weist insbesondere ausgehend von dem ringförmigen Abschnitt einen sich zum gegenüberliegenden Ende, d. h. zur Ausströmöffnung, erweiternden Innenraum auf.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung und Ausbildung des Innendiffusors wird eine Nabenrückströmung verhindert und der Wirkungsgrad optimiert. Erfindungsgemäß ist weiterhin in einer senkrecht zur Längsachse X-X verlaufenden Öffnungsebene des Außendiffusors im Bereich der Ausströmöffnung ein, insbesondere kreisförmiges, Schutzgitter angeordnet, das mit seinem äußeren Umfangsrand mit dem Außendiffusor verbunden ist. Hierbei ist erfindungsgemäß der Innendiffusor ebenfalls mit dem Schutzgitter verbunden, indem auf dem Schutzgitter auf seiner in Ausströmrichtung weisenden Seite ein Abschlussdeckel aufliegt, der mit dem Luftleitabschnitt des Innendiffusors über Befestigungsmittel derart lösbar verbunden ist, dass das Schutzgitter zwischen dem Abschlussdeckel und dem Luftleitabschnitt eingeschlossen ist. Das Schutzgitter weist vorzugsweise quadratische Maschen auf. Hierbei ist eine große Maschenweite, beispielsweise von 30 mm bis maximal 40 mm, bei quadratischen Maschen von Vorteil. Durch die Abstützung des Schutzgitters auf dem Innendiffusor wird eine "Begehbarkeit" des erfindungsgemäßen Gehäuses gewährleistet. Weiterhin kann eine Steckverbindung zwischen dem Innendiffusor und dem Motorflansch vorgesehen sein, wodurch die Montage wesentlich vereinfacht wird.
Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten und werden an Hand der in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: eine perspektivische Ansicht von oben auf ein erfindungsgemäßes Gehäuse mit darin befindlichem Elektromotor mit montiertem Lüfterrad,
Fig. 2: einen Schnitt entlang der Schnittlinie II-II in Fig. 1,
Fig. 3: eine perspektivische Ansicht von unten auf einen erfindungsgemäßen Außendiffusor mit montiertem Elektromotor und Axiallüfterrad,
Fig. 4: eine Einzelheit bei IV in Fig. 2,
Fig. 5: eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Innendiffusors ohne Abschlussdeckel,
Fig. 6: eine Teilansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gehäuses,
Fig. 7: eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Gehäuses mit Tragstern mit Steckverbindung für einen erfindungsgemäßen Innendiffusor vor einer Montage des Außen- und Innendiffusors,
Fig. 8: eine Einzelheit gemäß Fig. 7 bei A,
Fig. 9: eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Steckverbinders und
Fig. 10: eine Teilansicht gemäß Fig. 8 mit aufgestecktem Innendiffusor.

In den Fig. 1 bis 10 sind gleiche Teile bzw. funktionsgleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. Sofern bestimmte beschriebene und/oder aus den Zeichnungen entnehmbare Merkmale des erfindungsgemäßen Gehäuses oder seiner Bestandteile nur im Zusammenhang mit einem Ausführungsbeispiel beschrieben sind, sind diese aber auch gemäß der Erfindung unabhängig von diesem Ausführungsbeispiel als Einzelmerkmal oder aber auch in Kombination mit anderen Merkmalen des Ausführungsbeispiels wesentlich und werden als zur Erfindung gehörig beansprucht.
Wie sich aus den Fig. 1, 2 und 3 insbesondere ergibt, besteht ein erfindungsgemäßes Gehäuse für einen Axialventilator 1 aus einem Wandring 2 mit einem Einlassdüsenabschnitt 3, der insbesondere aus Metall hergestellt ist. Dieser Einlassdüsenabschnitt 3 umschließt einen im Querschnitt kreisförmigen Ansaugkanal 4. Mit dem Wandring 2 ist am freien Ende des Einlassdüsenabschnitts 3 ein ringförmiger Außendiffusor 6 verbunden, der eine insbesondere kreisförmige Einströmöffnung 7 und eine insbesondere kreisförmige Ausströmöffnung 8 aufweist. Die Strömungsrichtung eines durch das Gehäuse mittels des Axialventilators 1 zu transportierenden Mediums ist mit Z eingezeichnet. Der Axialventilator 1 besteht aus einem Elektromotor 9 mit dem ein Schaufelrad 11 antriebsmäßig verbunden ist. Der Außendiffusor 6 besteht aus mindestens zwei Teilringabschnitten 12, wobei im dargestellten Ausführungsbeispiel vier Teilringabschnitte 12 dargestellt sind, die mittels mechanischer Verbindungsmittel 13 an einer äußeren Umfangsfläche des Außendiffusors 6 miteinander verbunden sind. Jeder Teilringabschnitt 12 erstreckt sich über einen bestimmten Umfangsbereich, so dass im fertig montierten Zustand die Teilringabschnitte 12 zu einem umfangsgemäß geschlossenen Ringteil verbunden sind. Der Außendiffusor 6 besteht vorteilhafterweise aus Kunststoff und bei den Verbindungsmitteln 13 kann es sich beispielsweise um Schrauben, Nieten oder um eine Rastverbindung handeln. Weiterhin weist das erfindungsgemäße Gehäuse eine Halterung aus mindestens drei Streben 14 auf, die umfangsgemäß gegeneinander gleiche Abstände besitzen. Diese Streben 14 sind im Randbereich der Einströmöffnung 7 an der inneren Umfangsfläche des Außendiffusors 6 befestigbar. Mit ihrem anderen Ende sind die Streben 14 an einem Motorflansch 16 des Elektromotors 9 bzw. eines Gehäuses 17 des Elektromotors 9 befestigbar. Zum Befestigen am Motorflansch 16 sind die Streben 14 zweckmäßigerweise endseitig über einen Ringflansch 14a miteinander verbunden, wobei der Ringflansch 14a mittels Verbindungsmitteln, z. B. Schrauben am Motorflansch 16 befestigt ist. Die Streben 14 bilden mit dem Ringflansch 14a einen Tragstern.
Wie insbesondere Fig. 2 zu entnehmen ist, besitzt der Außendiffusor 6 eine Höhe L gemessen in Richtung der Längsachse X-X oberhalb von im Wandring 2 bzw. dem Einlassdüsenabschnitt 3 angeordneten Schaufeln des Schaufelrades 11, die insbesondere größer/gleich 200 mm bis einschließlich 800 mm beträgt. Hierbei ist ein Verhältnis von L/D1 von vorzugsweise 0,25 bis 1,0, insbesondere 0,25 bis 0,8 vorgesehen, wobei D1 der Durchmesser der Einströmöffnung 7 des Außendiffusors 6 ist. Der Außendiffusor 6 erweitert sich von seiner Einströmöffnung 7 zu seiner Ausströmöffnung 8 konisch mit einem auf seine Mittelachse X-X bezogenen Konuswinkel α von insbesondere 10 ° bis 18 °, vorzugsweise 12 ° bis 15 °.
Weiterhin ist aus Fig. 4 zu erkennen, dass der Außendiffusor 6 an seiner Außenseite im Bereich der Einströmöffnung 7 entsprechend der Anzahl der Streben 14, d. h. im vorliegenden Ausführungsbeispiel vier Befestigungsbereiche 18 aufweist. Diese Befestigungsbereiche 18 sind insbesondere nach außen gehend mit einem Winkel γ zwischen 90 ° und 90 ° + α aufgeweitet und besitzen vorzugsweise an ihrem freien Ende eine Abwinklung 19. Diese Abwinklung 19 verläuft unter dem Winkel β zur Längsachse X-X. Diese Abwinklung 19 liegt gegen eine Lasche 21 an, die endseitig an den Streben 14 ausgebildet ist und ebenfalls unter dem Winkel β zur Längsachse X-X angeordnet ist. Der Winkel β muss ≥ 90 ° + α betragen (α = Konuswinkel). Zur Befestigung des Außendiffusors 6 an den Streben 14 wird die Abwinklung 19 mit der jeweilig zugehörigen Lasche 21 beispielsweise mittels einer Schraube 22 verschraubt. Gleichzeitig wird der Wandring 2 mit einem radial abstehenden Ringkragen 23 über eine Schraube an die Lasche 21 angeschraubt. Durch diese Ausgestaltung der Befestigungsbereiche 18 ist eine nachträgliche Montage bzw. Demontage des Komplettsystems ohne Wandring gemäß Fig. 3 möglich, ohne die Einzelteile entfernen zu müssen.
Wie weiterhin den Fig. 1 bis 3 und 5 zu entnehmen ist, ist erfindungsgemäß innerhalb des Außendiffusors 6 ein Innendiffusor 26 angeordnet.
Dabei ist die Anordnung des Innendiffusors 26 vorzugsweise zentrisch zur Längsachse X-X. Der Innendiffusor 26 erstreckt sich von der Einströmöffnung 7 bis zur Ausströmöffnung 8 und weist eine geschlossene Umfangswandung 27 auf. Im Bereich der Einströmöffnung 7 ist der Innendiffusor 26 mit dem Motorflansch 16 des Motorgehäuses 17 verbindbar. Hierzu weist der Innendiffusor 26 im Verbindungsbereich mit dem Motorflansch 16 einen im Querschnitt kreisförmigen, ringförmigen Abschnitt 28 mit dem Innendurchmesser d₁ auf, der in einen Luftleitabschnitt 29 mit einem insbesondere viereckigen, insbesondere quadratischen Querschnitt mit vorzugsweise abgerundeten Ecken übergeht. Was die Ausbildung des Außendiffusors 6 und des Innendiffusors 26 betrifft, wird im Übrigen in vollem Umfang auf die WO 2012/084725 A1 Bezug genommen. Der Luftleitabschnitt 29 weist ausgehend von dem ringförmigen Abschnitt 28 einen sich zu dem Abschnitt 28 gegenüberliegenden Ende verändernde Austrittsfläche A_2i auf, wobei die optimale Flächenveränderung ΔA_i zu seiner Eintrittsfläche A_1i über einen Erweiterungsfaktor k mit $k = (\frac{\sqrt{{(D_{1} + 2 \times L \times \tan α)}^{2} - (D_{1}^{2} - d_{1}^{2}) \times (\frac{L}{D_{1}} - 0,45 \times {(\frac{L}{D_{1}})}^{2} + 1)} - d_{1}}{2 \times L})$
und die Formel $Δ A_{i} = A_{2 i} - A_{1 i} = π \times (d_{1} + k \times L) \times (k \times L)$
ermittelt wird und die so ermittelte Austrittsfläche A_2i des Luftleitabschnitts 29 sich max. um 20% vom ermittelten Optimalwert unterscheidet, wobei A_1i die Öffnungsfläche des Innendiffusors 26 zu Beginn seines ringförmigen Abschnitts 28 ist, und A_2i die Öffnungsfläche des Innendiffusors an seinem am Schutzgitter 36 angrenzenden Ende. Vorteilhafterweise besitzt der Luftleitabschnitt 29 abgerundete Ecken 32. In diesen Ecken 32 sind Anschlussdome 33 mit Einschraublöchern vorgesehen. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist der Innendiffusor 26 derart bemessen, dass in seinem Innenraum das Motorgehäuse 17 des Elektromotors 9 aufgenommen werden kann. Zum Befestigen des Innendiffusors 26 an dem Motorflansch 16 weist der Innendiffusor 26 an dem dem Motorflansch 16 zugekehrten Ende des ringförmigen Abschnitts 28 vorzugsweise radial nach innen weisende Befestigungslaschen 34 auf. Mit diesen Befestigungslaschen 34 kann der Innendiffusor 26 an dem Motorflansch 16 mittels Befestigungsmitteln befestigt werden. Hierzu sind im Befestigungsflansch Löcher 60 vorgesehen, durch die die Befestigungsmittel hindurch verlaufen. Beidseitig der Löcher 60 sind Versteifungsabschnitte 35 im Winkelbereich zwischen den Befestigungslaschen 34 und dem Innendiffusor 26 angeformt.
Weiterhin ist den Fig. 1 bis 4 zu entnehmen, dass gemäß der Erfindung in einer senkrecht zur Längsachse X-X verlaufenden Öffnungsebene der Ausströmöffnung 8 ein, vorzugsweise kreisförmiges, Schutzgitter 36 angeordnet ist, das mit seinem äußeren Umfangsrand 37 mit dem Außendiffusor 6 im Randbereich seiner Ausströmöffnung 8 verbunden ist. Hierbei kann es sich um eine Schraubverbindung handeln. Das Schutzgitter 36 wird aus einzelnen Gitterdrähten 38 gebildet, die derart kreuzweise angeordnet sind, dass sich viereckige, vorzugsweise quadratische Maschen 39 ausbilden. Die Maschenweite, d. h. der Abstand der parallel zueinander verlaufenden Gitterdrähte 38 beträgt 30 mm bis maximal 40 mm. Der Außendiffusor 6 weist in seinem die Ausströmöffnung 8 umfassenden Randbereich Ausnehmungen 41 auf, die der Kontur der Gitterdrähte 38 angepasst sind, so dass die Gitterdrähte 38 in diesen Ausnehmungen 41 aufgenommen werden. Das Schutzgitter 36 weist radial nach innen abstehende Befestigungslaschen auf, die mit an der Innenseite des Außendiffusors 6 ausgebildeten Befestigungsansätzen 42 zusammenwirken und über Schrauben, die in die Befestigungsansätze 42 eingeschraubt werden, mit dem Außendiffusor 6 verbunden werden.
Weiterhin ist zu erkennen, dass der Innendiffusor 26 erfindungsgemäß einen Abschlussdeckel 43 aufweist, der auf dem Schutzgitter 36 auf seiner in Ausströmrichtung weisenden Seite aufliegt und mit dem Luftleitabschnitt 29 über Befestigungsmittel, beispielsweise Schrauben, derart lösbar verbunden ist, dass das Schutzgitter 36 zwischen dem Abschlussdeckel 43 und dem Luftleitabschnitt 29 eingeschlossen ist. Zum Befestigen des Abschlussdeckels 43 mittels Schrauben dienen die Anschlussdome 33 in den Ecken 32 des Innendiffusors 26, in dem die Schrauben durch den Abschlussdeckel 43 hindurch in die Anschlussdome 33 eingeschraubt werden. Zur Aufnahme des Schutzgitters 36 mit seinen Gitterdrähten 38 im Randbereich des Luftleitabschnittes 29 weist dieser erfindungsgemäß ebenfalls Ausnehmungen 44 auf, die der Form und Größe der Gitterdrähte 38 angepasst sind.
Weiterhin ist zu erkennen, dass der Innendiffusor 26 im Bereich seines Ringabschnittes 28 insbesondere in den Diffusorinnenraum ragende Ausbuchtungen 46 besitzt. Durch die von den Ausbuchtungen 46 gebildeten Kanäle verlaufen die Speichen der Streben 14 im montierten Zustand, so dass der Außenwandbereich des Innendiffusors 26 durch die Streben 14 nicht unterbrochen wird, sondern eine geschlossene Wandfläche auch in diesem Bereich bildet.
Eine erfindungsgemäße Diffusoreinheit bestehend aus dem Außendiffusor 6 und dem Innendiffusor 26 einschließlich des Schutzgitters 36 und des Abschlussdeckels 13 kann in ihrem vormontierten Zustand mit der Ventilatoreinheit, bestehend aus Ventilator 1, dem Wandring 2 und dem aus den Streben 14 und dem Ringflansch 14a gebildeten Tragstern zweckmäßigerweise durch Aufstecken und Verschrauben verbunden werden. Das Verschrauben erfolgt zweckmäßigerweise wie zu Fig. 4 beschrieben, wobei der Außendiffusor 6 z. B. mit acht Schrauben 22 verschraubt ist. Die Steckverbindung erfolgt zwischen dem Innendiffusor 26 und dem Tragstern im Bereich des Ringflansches 14a. Hierzu ist es vorteilhaft, siehe Fig. 7 bis 10, wenn die Steckverbindung aus mehreren Rastverbindern 50 gebildet wird, die am Ringflansch 14a befestigt sind, mit denen insbesondere eine kraftschlüssige oder eine kraftformschlüssige Verbindung zwischen dem Ringflansch 14a und dem Innendiffusor 26 hergestellt wird. Diese Rastverbinder 50 sind vorzugsweise als Schnapphaken ausgeformt, siehe Fig. 9. Diese Schnapphaken umfassen einen zylindrischen Befestigungsabschnitt 51, der vorzugsweise ein Außengewinde 52 aufweist, mit dem er in eine Gewindebohrung im Ringflansch 14a eingeschraubt wird. Der Befestigungsabschnitt 51 weist eine mittlere Längsachse X-X auf. In axialer Richtung der Längsachse X-X schließt sich an den Befestigungsabschnitt 51 ein Rastabschnitt 53 an. Zwischen dem Befestigungsabschnitt 51 und dem Rastabschnitt 53 ist insbesondere ein plattenförmiger Anschlagabschnitt 54 vorhanden, der den Einschraubweg des Befestigungsabschnittes 51 begrenzt. Der Rastabschnitt 53 umfasst einen mittleren Schaft 55, der insbesondere in einer kegelstumpfförmigen Spitze 56 endet, wobei die Spitze 56 mit ihrer Endfläche die kleinere Kegelstumpffläche bildet. Im Übergangsbereich zwischen der Spitze 56 und dem Schaft 55 sind z. B. zwei einander gegenüberliegende, federelastische Rastarme 57 angeformt. Diese Rastarme 57 erstrecken sich in axialer Richtung der Längsachse X-X auf den Befestigungsabschnitt 51 zu und verlaufen derart schräg zur Längsachse X-X, dass sie miteinander in einer durch die Längsachse X-X verlaufenden, senkrechten Ebene einen Winkel δ von 36 ° ± 3 ° einschließen. An ihren freien Enden weisen die Rastarme 57 jeweils einen Winkelabschnitt 58 endseitig auf, der gegenüber den Rastarmen 57 derart abgewinkelt ist, dass er in Richtung auf die Längsachse X-X verläuft. Hierbei ist ein radialer Abstand A zwischen den Enden der Rastarme 57 größer als ein radialer Abstand B zwischen den Enden der Winkelabschnitte 58. Der Rastverbinder 50 ist vorzugsweise als Kunststoff-Formteil hergestellt. Der Anlageabschnitt 54 weist umfangsgemäß vorteilhafterweise zwei einander gegenüberliegende Abflachungen 59 auf, die als Schlüsselflächen für einen Schraubschlüssel dienen können. Vorzugsweise sind vier Rastverbinder 50 jeweils am Ringflansch 14a jeweils um 90 ° zueinander versetzt eingeschraubt. In Fig. 8 ist der eingeschraubte Zustand eines Rastverbinders 50 zu erkennen. In Fig. 10 ist im Ausschnitt die Montageposition eines Innendiffusors 26 der Diffusoreinheit dargestellt, wobei insbesondere die Rastverbindung zwischen dem Innendiffusor 26 und dem Rastverbinder 50 zu erkennen ist. Der Innendiffusor 26 weist hierzu in seinen Befestigungslaschen 34 die Löcher 60 auf, deren Durchmesser derart mit den radialen Abständen A und B der federelastischen Rastarme 57 abgestimmt ist, dass die Rastarme beim Durchstecken des Rastverbinders 50 durch das jeweilige Loch 60 radial aufeinander zu zusammengedrückt werden und nach Beendigung des Einsteckvorgangs wieder zurückfedern und in dieser Stellung den Randbereich der Löcher 60 hintergreifen. Mit den an ihren Enden vorhandenen Winkelabschnitten 58 liegen sie mit deren Außenflächen am inneren Rand der Löcher 60 unter Vorspannung an. Die Winkelabschnitte 58 haben hier eine derartige Schrägstellung zur Längsachse X-X, dass Selbsthemmung gegeben ist, so dass die Rastarme 57 nicht auf Grund auftretender Kraftbeaufschlagung im Betriebsfall aus der Montage-Raststellung bewegt werden können. Ein Lösen ist nur durch ein manuelles Zusammendrücken der Rastarme 57 möglich. Mittels der Winkelabschnitte 58, die mit Vorspannung in der Montagestellung an der Innenkante des jeweiligen Loches 60 anliegen, können Toleranzabweichungen zwischen den Bauteilen ausgeglichen werden. Zudem erfolgt eine Zentrierung der erfindungsgemäßen Diffusoreinheit bei der Montage über die am Schaft 55 vorhandenen Rastarme 57. Die axiale Höhe des plattenförmigen Anschlagabschnittes 54 ist geringer als die Tiefe des jeweiligen Loches 60 in den Befestigungslaschen 34 des Innendiffusors 26.
In Fig. 6 ist eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gehäuses in Teilansicht dargestellt. Hierbei ragt der Wandring 2 mit seinem Einlassdüsenabschnitt 3 in den Außendiffusor 6 durch dessen Einströmöffnung 7 hinein, so dass ein Überlappungsbereich zwischen dem Einlassdüsenabschnitt 3 und dem Außendiffusor 6 im Bereich seines an die Einströmöffnung 7 angrenzenden Abschnitt vorhanden ist. Hierdurch wird zwischen diesen beiden Teilen ein Axialspalt 47 ausgebildet, durch den Luft von außen in den Innenraum des Außendiffusors 6 eintreten kann. Durch die Überlappung bzw. Überdeckung strömt die durch den Axialspalt 47 eintretende Luft parallel zur im Diffusorinnenraum geförderten Luft, so dass hierdurch keine quer zur geförderten Luft verlaufende Strömung zustande kommt, wodurch sich störende Verwirbelungen ergeben könnten.
Wie insbesondere aus Fig. 3 zu erkennen ist, ermöglicht die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Gehäuses, dass der Außendiffusor 6, der Innendiffusor 26, das Schutzgitter 36 sowie die Streben 14 mit dem aus Elektromotor 9 und Schaufelrad 11 bestehenden Axialventilator 1 als Baueinheit vorgefertigt werden können. Diese Baueinheit kann dann vor Ort mit einem bereits vormontierten Wandring 2 befestigt werden.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern der Schutzumfang wird durch die nachfolgenden Ansprüche bestimmt.

Claims

Gehäuse für einen Axialventilator (1), umfassend einen Wandring (2) mit einem Einlassdüsenabschnitt (3) und einem mit dem Wandring (2) ausströmseitig verbundenen ringförmigen Außendiffusor (6) mit einer Einströmöffnung (7) und einer Ausströmöffnung (8) sowie einer Halterung für einen Elektromotor (9) des Ventilators (1), die in einem Innenraum des Gehäuses angeordnet ist, wobei die Halterung aus mehreren an einer inneren Umfangsfläche des Außendiffusors (6) mit einem Ende befestigbaren, umfangsgemäß beabstandeten, im Randbereich seiner Einströmöffnung (7) befestigbaren Streben (14) gebildet wird, die mit ihren anderen Enden an einem Motorflansch (16) eines Motorgehäuses (17) des Elektromotors (9) montierbar sind, und wobei der Außendiffusor (6) sich von seiner Einströmöffnung (7) zu seiner Ausströmöffnung (8) konisch mit einem auf seine mittlere Längsachse (X-X) bezogenen Konuswinkel (α) aufweitet, wobei innerhalb des Außendiffusors (6) ein Innendiffusor (26) angeordnet ist, der sich von der Einströmöffnung (7) bis zur Ausströmöffnung (8) erstreckt und eine geschlossene Umfangswandung (27) aufweist, und der im Bereich der Einströmöffnung (7) mit dem Motorflansch (16) des Motorgehäuses (17) verbindbar ist, wobei im Innenraum des Innendiffusors (26) das Motorgehäuse (17) des Elektromotors (9) aufnehmbar ist, und wobei in einer senkrecht zur Längsachse (X-X) verlaufenden Öffnungsebene der Ausströmöffnung (8) ein Schutzgitter (36) befestigt ist, das mit seinem äußeren Umfangsrand (37) mit dem Außendiffusor (6) verbunden ist, wobei der Außendiffusor (6) in seiner Umfangswandung im Bereich der Ausströmöffnung (8) Ausnehmungen (41) zur Aufnahme von Gitterdrähten (38) des Schutzgitters (36) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass der Außendiffusor (6) aus mindestens zwei Teilringabschnitten (12) gebildet ist, die mittels mechanischer Verbindungsmittel (13) an seiner äußeren Umfangsfläche verbunden sind, wobei Wandflächen (31) des Innendiffusors (26) an ihren freien Enden im Randbereich Ausnehmungen (44) zur Aufnahme der Gitterdrähte (38) besitzen und der Innendiffusor (26) einen Abschlussdeckel (43) besitzt, der auf dem Schutzgitter (36) auf seiner in Ausströmrichtung weisenden Seite aufliegt und mit einem Luftleitabschnitt (29) über Befestigungsmittel derart verbunden ist, dass das Schutzgitter (36) zwischen dem Abschlussdeckel (43) und dem Luftleitabschnitt (29) eingeschlossen ist, wobei
der Innendiffusor (26) über eine Steckverbindung (50, 60) mit dem Motorflansch (16) verbindbar ist, wobei vorzugsweise die Steckverbindung aus mehreren Rastverbindern (50) gebildet wird, die an einem die Streben (14) endseitig verbindenden Ringflansch (14a) befestigt sind, wobei
die Rastverbinder (50) jeweils aus einem Schnapphaken bestehen.
Gehäuse nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der Außendiffusor (6) aus vier Teilringabschnitten (12) gebildet ist.
Gehäuse nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass vier beabstandete Streben (14) vorhanden sind, die insbesondere jeweils aus zwei parallelen Speichen bestehen.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass der Außendiffusor (6) sich von der im Querschnitt kreisförmigen Einströmöffnung (7) zu der im Querschnitt kreisförmigen Ausströmöffnung (8) konisch mit dem auf die mittlere Längsachse (X-X) bezogenen Konuswinkel (α) von 10 ° bis 18 °, insbesondere 12 ° bis 15 ° erweitert.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass der Außendiffusor (6) aus Kunststoff hergestellt ist.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass der Außendiffusor (6) eine Höhe (L) gemessen in Richtung der Längsachse (X-X) oberhalb von im Wandring (2) angeordneten Schaufeln des Schaufelrades (11) des Axialventilators (1) besitzt, die größer/gleich 200 mm bis einschließlich 800 mm beträgt, bei einem Verhältnis L/D1 von 0,25 bis 1,0, vorzugsweise 0,25 bis 0,8, wobei D1 der Durchmesser der Einströmöffnung (7) ist.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangswandung (27) im Verbindungsbereich für den Motorflansch (16) einen im Querschnitt kreisförmigen, ringförmigen Abschnitt (28) aufweist, der in den Luftleitabschnitt (29) mit einem insbesondere viereckigen Querschnitt, wobei seine Ecken (32) vorzugsweise abgerundet sind, übergeht, wobei vorzugsweise
der Luftleitabschnitt (29), ausgehend von dem ringförmigen Abschnitt (28) eine sich zum gegenüberliegenden Ende verändernde Austrittsfläche (A_2i) aufweist, wobei die optimale Flächenveränderung (ΔA_i) zu seiner Eintrittsfläche (A_1i) über einen Erweiterungsfaktor (k) mit $k = (\frac{\sqrt{{(D_{1} + 2 \times L \times \tan α)}^{2} - (D_{1}^{2} - d_{1}^{2}) \times (\frac{L}{D_{1}} - 0,45 \times {(\frac{L}{D_{1}})}^{2} + 1)} - d_{1}}{2 \times L})$
und die Formel $Δ A_{i} = A_{2 i} - A_{1 i} = π \times (d_{1} + k \times L) \times (k \times L)$
ermittelt wird und die so ermittelte Austrittsfläche (A_2i) des Luftleitabschnitts (29) sich max. um 20 % vom ermittelten Optimalwert unterscheidet, wobei (A_1i) die Öffnungsfläche des Innendiffusors (26) zu Beginn seines Abschnitts (28) ist, und (A_2i) die Öffnungsfläche des Innendiffusors (26) an seinem am Schutzgitter (36) angrenzenden Ende.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass der Wandring (2), der Außendiffusor (6) und die Streben (14) über Befestigungsmittel (18, 19, 21, 22, 23) befestigbar sind, wobei vorzugsweise
der Wandring (2) und der Außendiffusor (6) jeweils radial gerichtete umfangsgemäß verlaufende Anlageflächen (19, 21) aufweisen, die im montierten Zustand aneinander liegen und durch in Richtung der Längsachse (X-X) verlaufende Befestigungsmittel (22) untereinander und mit den Streben (14) verbunden sind.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass der Wandring (2) mit seinem Einlassdüsenabschnitt (3) in den Außendiffusor (6) durch dessen Einströmöffnung (7) hindurch derart hineinragt, dass in einem Überlappungsbereich ein in Richtung der mittleren Längsachse (X-X) verlaufender Axialspalt (47) entsteht, wobei vorzugsweise
die Streben (14) den Außendiffusor (6) und den Wandring (2) durch radial zur Längsachse (X-X) verlaufende Befestigungsmittel mit dem Motorgehäuse (17) verbinden, wobei vorzugsweise,
der Außendiffusor (6) mehrere Befestigungsbereiche (18) aufweist; die nach außen gehend aufgeweitet sind und an ihren freien Enden eine Abwinklung (19) aufweisen, wobei der Winkel (β) der Abwinklung (19) ≥ 90 ° + α beträgt, mit α = Konuswinkel des Außendiffusors (6).
Gehäuse nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der Schnapphaken einen Befestigungsabschnitt (51) zum Befestigen am Ringflansch (14a) und einen sich hieran in axialer Richtung anschließenden Rastabschnitt (53) besitzt, wobei vorzugsweise der Befestigungsabschnitt (51) als Außengewindeabschnitt mit umfangsgemäß angeordnetem Außengewinde (52) ausgebildet ist, und/oder wobei vorzugsweise
zwischen dem Befestigungsabschnitt (51) und dem Rastabschnitt (53) ein Anlageabschnitt (54) vorhanden ist.
Gehäuse nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass der Rastabschnitt (53) aus einem Schaft (55) besteht, an dem mindestens zwei umfangsgemäß beabstandete, sich in Richtung einer Längsachse (X-X) des Rastverbinders (50) erstreckenden, radialelastischen Rastarme (57) ausgebildet sind, die sich von einer Spitze (56) des Schaftes (55) in Richtung auf den Befestigungsabschnitt (51) erstrecken und miteinander einen Winkel (δ) von 36 ° ± 3 ° einschließen und vorzugsweise an ihren Enden in Richtung auf die Längsachse (X-X) abgewinkelte Winkelabschnitte (58) aufweisen, wobei vorzugsweise
die Spitze (56) die Form eines Kegelstumpfes besitzt, wobei die kleinere Kegelstumpffläche am freien Ende der Spitze (56) liegt.
Gehäuse nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, dass der Innendiffusor (26) in Befestigungslaschen (34) Löcher (60) aufweist, deren Durchmesser derart mit radialen Abständen (A, B) der Federarme abgestimmt ist, dass die Rastarme (57) beim Durchstecken des Rastverbinders (50) radial zusammengedrückt werden und nach Beendigung des Einsteckvorgangs wieder zurückfedern und in dieser Stellung die Befestigungslaschen (34) im Randbereich der Löcher (60) hintergreifen und mit Vorspannung die Winkelabschnitte (58) am von den Löchern (60) gebildeten Randbereich anliegen, wobei vorzugsweise
die Winkelabschnitte (58) eine derartige Schrägstellung zur Längsachse (X-X) besitzen, dass bei Anlage am Randbereich der Löcher (60) Selbsthemmung vorliegt.
Gehäuse nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass der Rastverbinder (50) als Kunststoff-Formteil ausgebildet ist.