(19)
(11)EP 2 417 360 B1

(12)EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT

(45)Hinweis auf die Patenterteilung:
26.06.2019  Patentblatt  2019/26

(21)Anmeldenummer: 10713430.6

(22)Anmeldetag:  09.04.2010
(51)Internationale Patentklassifikation (IPC): 
F04D 29/02(2006.01)
F04D 29/32(2006.01)
(86)Internationale Anmeldenummer:
PCT/EP2010/002222
(87)Internationale Veröffentlichungsnummer:
WO 2010/115637 (14.10.2010 Gazette  2010/41)

(54)

VERSTÄRKUNGSELEMENT ZUR VERWENDUNG MIT EINER VENTILATORNABE

REINFORCING ELEMENT FOR USE WITH A VENTILATOR HUB

ELÉMENT DE RENFORCEMENT POUR MOYEU DE VENTILATEUR


(84)Benannte Vertragsstaaten:
AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK SM TR

(30)Priorität: 11.04.2009 DE 102009017307

(43)Veröffentlichungstag der Anmeldung:
15.02.2012  Patentblatt  2012/07

(73)Patentinhaber: W & S Management GmbH & Co. KG
25421 Pinneberg (DE)

(72)Erfinder:
  • WITT, Henrik
    20251 Hamburg (DE)

(74)Vertreter: Knoop, Philipp 
VKK Patentanwälte PartG mbB An der Alster 84
20099 Hamburg
20099 Hamburg (DE)


(56)Entgegenhaltungen: : 
DE-A1- 1 428 111
DE-A1- 2 704 429
GB-A- 816 921
GB-A- 1 294 575
DE-A1- 2 313 070
DE-A1- 3 942 918
GB-A- 826 519
US-A- 3 647 317
  
      
    Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen).


    Beschreibung


    [0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ventilatornabe, mit Mitteln zum Verbinden mit einer Ventilatorwelle und einem im Wesentlichen zylindrischen Befestigungsabschnitt mit radialen Aufnahmen für eine Anzahl Ventilatorschaufeln, wobei der Befestigungsabschnitt eine Innenmantelfläche aufweist.

    [0002] DE2313070 zeigt eine Ventilatornabe gemäß dem Stand der Technik.

    [0003] Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Ventilators mit einer Ventilatornabe nach einem der Ansprüche 1 bis 7. Ventilatoren für U-Bahnen oder Tunnel und/oder geschlossene Fahrzeuggebäude wie zum Beispiel Tiefgaragen, müssen über sehr lange Standzeiten bei unterschiedlichsten Last- und Umgebungsbedingungen zuverlässig arbeiten. Typisch ist die Installation von Ventilatoren in U-Bahnen oder Tunneln oder Tiefgaragen für einen Betrieb über mehrere Jahre oder Jahrzehnte ausgelegt. Insbesondere beim Einsatz von Ventilatoren als Entrauchungsventilator in U-Bahnen oder Tunneln bestehen seitens des Metro- oder Tunnelbetreibers Anforderungen an die Betreibbarkeit des Ventilators bei hohen Temperaturen, wie sie insbesondere in Brandfällen auftreten. Die Anforderungen sind zum Teil gesetzlich vorgegeben.

    [0004] Andererseits besteht, wie allgemein üblich, dass Bestreben, Ventilatoren möglichst günstig und materialsparend herzustellen. Allgemein bestehen Ventilatoren ihrem Grundaufbau nach aus einer Ventilatornabe, an welcher radial eine Anzahl Ventilatorschaufeln angebracht ist. Die Befestigung der Ventilatorschaufeln erfolgt anhand von Befestigungsmitteln wie zum Beispiel Bolzen.

    [0005] Vor dem Hintergrund der oben geschilderten allgemeinen Anforderungen an Ventilatoren sind unterschiedliche Ventilatornaben bekannt. Um die Masse gering zu halten, sind Ventilatornaben bekannt, die massiv aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehen. Nachteilig an aus Aluminium gefertigten Ventilatornaben ist jedoch deren begrenzte Einsetzbarkeit bei Temperaturen oberhalb etwa 300°C. Denn die Zugfestigkeit von Aluminium nimmt bei den genannten Temperaturen stark ab, so dass das Aluminium allmählich zu fließen beginnt. Selbst spezielle Aluminiumlegierungen vermögen diese Unzulänglichkeit nicht wesentlich zu verbessern. Als Folge dieser nachteiligen Eigenschaft von Aluminium können sich Ventilatorschaufeln bei hohen Temperaturen, wie sie beispielsweise bei Bränden auftreten können, aus einer aus Aluminium hergestellten Ventilatornabe lösen.

    [0006] Aufgrund dieser Unzulänglichkeit von aus Aluminium gefertigten Ventilatornaben werden im Stand der Technik für Entrauchungsventilatoren bei hohen Belastungen, also bei hohen Drehzahlen und/oder bei großen Schaufellängen, massiv aus Stahl gefertigte Ventilatornaben verwendet. Ventilatornaben aus Stahl haben jedoch den Nachteil, eine sehr hohe Masse zu haben.

    [0007] Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ventilatornabe der Eingangs genannten Art anzugeben, die eine Befestigung von Ventilatorschaufeln mit ausreichender Zugkraft auch bei hohen Temperaturen, wie sie bei Tunnelbränden auftreten können, sicherstellt, ohne dabei eine unerwünscht hohe Masse aufzuweisen.

    [0008] Schließlich liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Ventilators mit einer Ventilatornabe nach einem der Ansprüche 1 bis 7 anzugeben.

    [0009] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Ventilatornabe der Eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst, wobei ein von dem Befestigungsabschnitt im Wesentlichen separates, im Wesentlichen ringförmig geschlossenes Verstärkungselement mit Mitteln zur zugfesten Befestigung der Ventilatorschaufeln vorgesehen ist. Es ist also im Rahmen der Erfindung vorgesehen, der Ventilatornabe ein Verstärkungselement in Form eines zusätzlichen Bauteils hinzuzufügen.

    [0010] Dadurch, dass erfindungsgemäß das Verstärkungselement im Wesentlichen ringförmig ausgestaltet ist, kann das Verstärkungselement Radialkräfte aufnehmen und vollständig von der beispielsweise aus Aluminium gefertigten Axiallaufradnabe fernhalten. Im Falle von austarierten Ventilatoren übt das Verstärkungselement keine Kraft auf die Ventilatornabe aus. Die Warmzugfestigkeit der Einheit aus Ventilatornabe und Verstärkungselement ist dadurch ausschließlich durch das Material des Verstärkungselements bestimmt. Mit Vorteil kann auf diese Weise ein für die Zwecke der zugfesten Befestigung der Ventilatorschaufeln an der Ventilatornabe optimierter Werkstoffs ausgewählt werden. Gleichzeitig kann, unabhängig davon, ein für die eigentliche Ventilatornabe optimierter Werkstoff gewählt werden. Insbesondere kann mit Vorteil das Verstärkungselement aus einem Werkstoff mit hoher Warmzugfestigkeit und gutem Zeitstandverhalten bei hohen Temperaturen gewählt werden. Erfindungsgemäß kann gleichzeitig für die Ventilatornabe ein besonders leichter Werkstoff gewählt werden, ohne dass dadurch die Warmzugfestigkeit des Ventilators insgesamt beeinträchtigt wird.

    [0011] In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verstärkungselement mindestens zwei miteinander verschweißbare Segmente aufweist. Die Herstellung einer Ventilatornabe, welche mit einem erfindungsgemäßen Verstärkungselement versehen ist, gestaltet sich aufgrund dieser Maßnahme besonders einfach. Insbesondere ist es möglich, eine Axiallaufradnabe herkömmlicher Art mit einem Verstärkungselement gemäß der Erfindung nachzurüsten, um die Warmzugfestigkeit zu verbessern.

    [0012] In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Anzahl der Segmente der halben Anzahl der aufzunehmenden Ventilatorschaufeln entspricht. Beispielsweise können bei einem vierer Laufrad, also einem Ventilator mit insgesamt vier Ventilatorschaufeln, zwei Segmente vorgesehen sein. Bei einem sechser Laufrad können drei Segmente vorgesehen sein. Bei einem achter Laufrad können entsprechend vier Segmente vorgesehen sein.

    [0013] Die Befestigung des Verstärkungselements an einer Ventilatornabe wird noch verbessert, wenn in Ausgestaltung der Erfindung das Verstärkungselement mindestens einen im Wesentlichen planen Abschnitt aufweist, dessen Flächennormale bei bestimmungsgemäßem Gebrauch in radialer Richtung einer Ventilatornabe orientierbar ist.

    [0014] In bevorzugter Ausgestaltung des Verstärkungselements entspricht die Anzahl der planen Abschnitte der doppelten Anzahl der aufzunehmenden Ventilatorschaufeln. So sind gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung bei einem Viererlaufrad acht plane Abschnitte vorhanden. Aufgrund der im allgemeinen zu fordernden Symmetrie der rotierenden Aufbauten ergibt sich eine Querschnittsfläche des im Wesentlichen ringförmigen Verstärkungselements, die einem n-eck entspricht. In entsprechender Weise würde ein Sechserlaufrad zwölf plane Abschnitte, ein Achterlaufrad sechszehn plane Abschnitte sowie ein zwölfer Laufrad vierundzwanzig plane Abschnitte aufweisen.

    [0015] Das
    Verstärkungselement ist im Wesentlichen aus Stahl hergestellt. Die Warmzugfestigkeit und das Zeitstandverhalten von Stahl sind auch bei Temperaturen oberhalb beispielsweise 300°C ausgezeichnet. Insbesondere ist die Warmzugfestigkeit bei den genannten Temperaturen wesentlich besser als jene von Aluminium.

    [0016] Die der Erfindung zu Grunde gelegte Aufgabe wird gelöst durch eine Ventilatornabe nach Patentanspruch 1 mit Mitteln zum Verbinden mit einer Ventilatorwelle und/oder einem Nabenkern und einem im Wesentlichen zylindrischen Befestigungsabschnitt mit radialen Aufnahmen für eine Anzahl Ventilatorschaufeln, wobei der Befestigungsabschnitt eine Innenmantelfläche aufweist, welche mit einem von dem Befestigungsabschnitt im Wesentlichen separat ausgestalteten, im Wesentlichen ringförmig geschlossenen Verstärkungselement mit Mitteln zur zugfesten Befestigung der Ventilatorschaufeln versehen ist. Der im Wesentlichen ringförmige Befestigungsabschnitt kann mit Vorteil aus einem zugfesteren Material hergestellt sein als die Ventilatornabe im Übrigen. Der Befestigungsabschnitt kann beispielsweise die Form eines gebogenen Stahlgurtes aufweisen. Die Mittel zur zugfesten Befestigung der Ventilatorschaufeln können im einfachsten Fall Bohrungen mit oder ohne Gewinde sein.

    [0017] Die erfindungsgemäße Ventilatornabe wird noch verbessert, wenn das Verstärkungselement im Wesentlichen entlang der Innenmantelfläche des Befestigungsabschnitts angeordnet ist. Der Innenraum der Ventilatornabe ist in der Regel frei von Aufbauten. Daher kann mit Vorteil erfindungsgemäß ein Verstärkungselement, etwa in Form eines gebogenen Stahlgurtes, nachgerüstet werden, ohne dass konstruktive Anpassungen der Laufradnabe erforderlich sind. Außerdem kann im Falle von Unwuchten des Ventilators der zylindrische Befestigungsabschnitt der Nabe notfalls zusätzliche Radialkräfte aufnehmen, um das Verstärkungselement in Stellung zu halten.

    [0018] Ein auch zur Aufnahme von Axialkräften geeigneter besonders fester Halt zwischen dem Verstärkungselement und der Ventilatornabe ergibt sich in Weiterbildung der erfindungsgemäßen Ventilatornabe, wenn die Innenmantelfläche in einem Bereich um mindestens eine radiale Aufnahme herum einen im Wesentlichen planen Bereich aufweist, dessen Flächennormale im wesentlichen in radialer Richtung der Ventilatornabe orientiert ist. Die ebenen Bereiche können beispielsweise durch Ausfräsen hergestellt sein.

    [0019] Besonders günstig ist es, daß nach der Erfindung die Ventilatornabe im Wesentlichen aus Aluminium hergestellt ist. Aluminium ist aus Gewichtsgründen das bevorzugte Material für eine Axiallaufradnabe. Erfindungsgemäß kann eine aus Aluminium gefertigte Ventilatornabe trotz der ungünstigen Eigenschaften von Aluminium hinsichtlich Warmzugfestigkeit in Verbindung mit einem erfindungsgemäßen Verstärkungselement die erforderliche Warmzugfestigkeit aufweisen. Denn das Verstärkungselement ist gleichzeitig gemäß der Erfindung aus Stahl hergestellt.

    [0020] Insbesondere ist in vorteilhafter Ausgestaltung die erfindungsgemäße Ventilatornabe nach einem der Ansprüche 2 bis
    7 ausgestaltet.

    [0021] Die Verfahrensaufgabe, die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegt, wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Ventilators mit einer Ventilatornabe nach einem der Ansprüche 4 oder 5, bei welchem
    1. a. zunächst jedes Segment des Verstärkungselements der Innenmantelfläche des Befestigungsabschnitts der Ventilatornabe derart angenähert wird, dass die Mittel zur zugfesten Befestigung mit den radialen Aufnahmen des zylindrischen Befestigungsabschnitts in radialer und axialer Richtung in Deckung gelangen;
    2. b. anschließend Gewindebolzen der zu befestigenden Ventilatorschaufeln in die radiale Aufnahme des zylindrischen Befestigungsabschnitts sowie in die Mittel zur zugfesten Befestigung eingeführt werden;
    3. c. anschließend jedes Segment des Verstärkungselements mit dem zylindrischen Befestigungsabschnitt der Ventilatornabe mittels des Gewindebolzens der jeweiligen zu befestigenden Ventilatorschaufel verschraubt wird;
    4. d. schließlich die mit dem zylindrischen Befestigungsabschnitt der Ventilatornabe verschraubten Segmente des Verstärkungselements miteinander zur Bildung eines zusammenhängenden im wesentlichen ringförmig geschlossenen Verstärkungselements verschweißt werden.


    [0022] Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht ein nachträgliches Ausrüsten von herkömmlichen, aus Aluminium gefertigten Axiallaufradnaben oder anderen Naben für Ventilatoren mit einem erfindungsgemäßen Verstärkungselement. Dadurch, dass die Ringform des Stahlelements erst durch Verschweißen von Einzelsegmenten des Verstärkungselements nach Befestigung der Einzelsegmente mit der Nabe erfolgt, entfällt ein unter Umständen problematisches Einpassen eines einteiligen Verstärkungselements, bei dem beispielsweise einer aus Aluminium gefertigte Ventilatornabe etwa durch Kratzer beschädigt werden könnte. Außerdem ist durch das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren mit aus Einzelsegmenten bestehendem Verstärkungselement eine optimale Anschmiegung des Verstärkungselements an die Innenmantelfläche der Ventilatornabe erreichbar.

    [0023] Die Erfindung wird in einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf eine Zeichnung beispielhaft beschrieben, wobei weitere vorteilhafte Einzelheiten den Figuren der Zeichnung zu entnehmen sind.

    [0024] Funktionsmäßig gleiche Teile sind mit denselben Bezugszeichen versehen.

    [0025] Die Figuren der Zeichnung zeigen im Einzelnen:
    Figur 1
    Eine aus Aluminium gefertigte Axiallaufradnabe als Bestandteil einer Ausführungsform der Erfindung;
    Figur 2

    a) Radialschnitt durch einen Stahlverstärkungsgurt und

    (b) einen Radialschnitt durch die Axiallaufradnabe gemäß Figur 1, ergänzbar durch den Verstärkungsgurt

    gemäß Teil (a), wobei der Schnitt entlang der Linie II-II in Figur 1 verläuft;
    Figur 3
    eine axiale Draufsicht auf verschiedene Ausgestaltungen des Verstärkungselements gemäß Figur 2 (a) in schematischer Darstellung.


    [0026] Die Figur 1 zeigt in perspektivischer Ansicht eine Axiallaufradnabe 1. Die Axiallaufradnabe 1 entspricht im wesentlichen dem einer Nabe gemäß dem Stand der Technik. Sie weist eine zentrale Bohrung 2 zum Verbinden, gegebenenfalls über einen nicht dargestellten Nabenkern, mit einer nicht dargestellten Ventilatorwelle auf. Um die zentrale Bohrung 2 herum sind auf einer Kreislinie angeordnete Befestigungsbohrungen 3 zum Herstellen einer Flanschverbindung mit dem nicht dargestellten Nabenkern zur Befestigung mit einer nicht dargestellten Ventilatorwelle vorhanden.

    [0027] Die Axiallaufradnabe 1 weist darüber hinaus einen zylindrischen Befestigungsabschnitt 4 auf. Der Befestigungsabschnitt 4 hat eine Innenmantelfläche 5. In dem zylindrischen Befestigungsabschnitt 4 sind radiale Aufnahmebohrungen 6 in gleichen Winkelabständen zueinander vorhanden. In der schematischen Darstellung gemäß Figur 1 sind nicht alle Aufnahmebohrungen 6 gezeigt, die zum kräftefreien Betrieb eines Ventilators tatsächlich benötigt werden.

    [0028] Die Aufnahmebohrungen 6 dienen zur Aufnahme von nicht dargestellten Ventilatorschaufeln anhand von Schaufelbolzen, die an den Enden der Ventilatorschaufeln angebracht sind. Im Stand der Technik erfolgt die Befestigung von Ventilatorschaufeln durch Einstecken der Schaufelbolzen in die radialen Aufnahmebohrungen 6 in dem zylindrischen Befestigungsschnitt 4 der Axiallaufradnabe 1 und anschließendes Verschrauben des mit einem Gewinde versehenden Schaufelbolzens anhand einer an der Innenmantelfläche 5 angesetzten Mutter. An den zylindrischen Befestigungsabschnitt 4 mit den radialen Aufnahmebohrungen 6 schließt sich ein konisch verjüngter Mantelabschnitt 11 an. Sofern die Axiallaufradnabe 1 aus Aluminium gefertigt ist, weist diese Anordnung jedoch bei Temperaturen, wie sie etwa bei Tunnelbränden auftreten können, also bei 300°C bis 400°C, eine unzureichende Zugfestigkeit auf.

    [0029] Anhand der Figur 2 ist veranschaulicht, wie im Rahmen der Erfindung bei einer Axiallaufradnabe 1 das Problem der unzureichenden Warmzugfestigkeit einer aus Aluminium gefertigten Axiallaufradnabe 1 gelöst ist. Teil (a) der Figur 2 zeigt in einem Radialschnitt entsprechend der Schnittrichtung gemäß II - II aus Figur 1 ein Verstärkungselement in Form eines Verstärkungsgurtes 7.

    [0030] Der Verstärkungsgurt 7 ist an Biegelinien 8 jeweils um denselben Winkel α (vergleiche Figur 3) gebogen. In der Perspektive gemäß Figur 2 (a) ist die Biegung aus der Zeichenebene heraus zu verstehen. Zwischen den Biegelinien 8 verläuft der Verstärkungsgurt 7 jeweils in Form eines ebenen, nicht gebogenen Abschnitts 9. Die nicht gebogenen Abschnitte 9 haben gemäß dieser Ausführungsform jeweils die gleiche Länge und Breite. Jeder dritte ebene Abschnitt 9 ist mit einer Bohrung 10 versehen. Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung, welche anhand von Figur 3 (a') weiter unten beschrieben ist, sind längere Abschnitte 9 zu jeweils kürzeren Abschnitte 9' benachbart angeordnet.

    [0031] In Figur 2 (a) ist weiter zu erkennen, dass der Verstärkungsgurt 7 aus den Segmenten 7a, 7b besteht. Die Segmente 7a, 7b sind entlang der Schweißnad 12 miteinander verbunden. Die Schweißnad 12 ist zugleich eine Biegelinie im Sinne der Biegelinien 8.

    [0032] Die Figur 2 (b) zeigt in derselben Schnittperspektive wie Teil (a) der Figur 2 eine Axiallaufradnabe 1, welche im Wesentlichen wie die in Figur 1 perspektivisch gezeigte Axiallaufradnabe 1 aufgebaut ist. In Figur 2 (b) ist jedoch darüber hinaus die spezielle Ausgestaltung der Innenmantelfläche 5 zu erkennen. In der Innenmantelfläche 5 sind in axialer Richtung zueinander ausgerichtete plane Flächen 13 angeordnet. Die planen Flächen 13 weisen in einer zur Axialrichtung senkrechten Richtung in etwa die gleichen Abmessungen wie die ebenen Abschnitte 9 des Verstärkungsgurts 7 auf.

    [0033] In Figur 3 sind verschiedene erfindungsgemäße Ausgestaltungen des Verstärkungsgurts 7 in axialer Seitenansicht dargestellt. Dabei zeigt die Figur 3 (a) einen Verstärkungsgurt 7 zum Einsatz in einer Axiallaufradnabe 1 für ein vierer Laufrad, also ein Laufrad mit insgesamt vier Ventilatorschaufeln. Der Verstärkungsgurt 7 ist aus zwei Segmenten 7a, 7b aufgebaut. Die Segmente 7a, 7b sind entlang der Schweißnähte 12 verbunden beziehungsweise verbindbar.

    [0034] Figur 3 (a') zeigt eine alternative Ausführungsform des Verstärkungsgurts gemäß Figur 3 (a).

    [0035] Übereinstimmend mit dem Verstärkungsgurt gemäß Figur 3 (a) ist der in Figur 3 (a') dargestellte Verstärkungsgurt zum Einsatz in einer Axialradlaufradnabe 1 für ein Laufrad mit insgesamt vier Ventilatorschaufeln vorgesehen. Abweichend von der Ausführungsform gemäß Figur 3 (a) weisen jedoch die nicht gebogenen Abschnitte 9 paarweise unterschiedliche Längen in radialer Richtung auf. Wie in der Figur 3 (a') zu erkennen, weisen benachbarte nicht gebogene Abschnitte 9 bzw. 9' unterschiedliche Längen in radialer Richtung auf. Jedoch haben sich radial gegenüberliegende Abschnitte 9, 9'jeweils die gleiche radiale Länge. Bei dieser Bauform berühren die längeren Abschnitte 9 die Ventilatornabe nicht.

    [0036] In Figur 3 (b) ist eine Ausführung des Verstärkungsgurts 7 für ein Sechserlaufrad gezeigt. Der Verstärkungsgurt 7 gemäß Figur 3 (b) besteht aus drei Segmenten, die an den Schweißnähten 12 miteinander verbunden bzw. verbindbar sind.

    [0037] Figur 3 (c) zeigt eine Ausführung des Verstärkungsgurts 7 für ein Achterlaufrad, welches aus vier Segmenten 7a, 7b, 7c, 7d besteht. Schließlich zeigt Figur 3 (d) eine Ausführung des Verstärkungsgurts 7, welches für ein Zwölferlaufrad geeignet ist und ebenfalls aus vier Segmenten aufgebaut ist. Der Aufbau der Ausführung gemäß Figur 3 (c) und (d) entspricht im Übrigen den Ausführungen gemäß den Figuren (a) sowie (b).

    [0038] Um eine Axiallaufradnabe gemäß Figur 1 oder Figur 2 (b) erfindungsgemäß mit einem Verstärkungsgurt 7 zu versehen, wird zunächst jedes Segment 7a, 7b,..., an der Innenmantelfläche 5 der Axiallaufradnabe 1 verschraubt. Dazu wird der Schaufelbolzen der zu befestigenden Ventilatorschaufeln durch die radiale Aufnahmebohrung 6 in den zylindrischen Befestigungsabschnitt 4 der Axiallaufradnabe 1 und anschließend durch das mit der Aufnahmebohrung 6 in Deckung gebrachte Loch 10 in dem Verstärkungsgurt 7 gesteckt. Dabei greifen die ebenen Abschnitte 9 des Verstärkungsgurts 7 in die Ausfräsungen 13 in der Innenmantelfläche 5 des Befestigungsabschnitts 4 der Nabe 1 ein.

    [0039] Die Einheit aus dem Segment des Verstärkungsgurts 7 und der Axiallaufradnabe 1 wird sodann anhand einer Gegenmutter in üblicher Weise verschraubt. Nachdem jedes der Segmente 7a, 7b, ... des Verstärkungsgurts 7 auf die beschriebene Weise an der Innenmantelfläche 5 des zylindrischen Befestigungsabschnitts 4 der Axiallaufradnabe 1 verschraubt worden ist, werden die einzelnen Segmente 7a, 7b des Verstärkungsgurts 7 miteinander entlang der Schweißnähte 12 im Inneren der
    Axiallaufradnabe 1 verschweißt.

    [0040] Auf diese Weise erhält man erfindungsgemäß eine Axiallaufradnabe 1, welche einerseits leicht ist und andererseits auch bei höheren Temperaturen, wie sie etwa bei Bränden in U-Bahnen oder Tunneln auftreten können, ausreichende Zugfestigkeit aufweist. Dies erreicht man indem man erfindungsgemäß den Verstärkungsgurt aus Stahl, insbesondere einem Baustahl, wie zum Beispiel S235JR, fertigt und die Axialnabe 1 aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung fertigt.

    BEZUGSZEICHENLISTE



    [0041] 
    1
    Axiallaufradnabe
    2
    Bohrung
    3
    Befestigungsbohrung
    4
    zylindrischer Befestigungsabschnitt
    5
    Innenmantelfläche
    6
    radiale Aufnahmebohrung
    7
    Verstärkungselement, Verstärkungsgurt
    7a
    Segment
    7b
    Segment
    8
    Biegelinie
    9
    ebener Abschnitt
    10
    Bohrung
    11
    konisch verjüngter Mantelabschnitt
    12
    Schweißnaht
    13
    plane Fläche
    α
    Biegewinkel



    Ansprüche

    1. Ventilatornabe (1) für einen Entrauchungsventilator mit Mitteln (2, 3) zum Verbinden mit einer Ventilatorwelle und/oder einem Nabenkern und einem im wesentlichen zylindrischen Befestigungsabschnitt (4) mit radialen Aufnahmen (6) für eine Anzahl Ventilatorschaufeln, wobei der Befestigungsabschnitt (4) eine Innenmantelfläche (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einem von dem Befestigungsabschnitt (4) im Wesentlichen separat ausgestalteten, im wesentlichen ringförmig geschlossenen Verstärkungselement (7) mit Mitteln (10) zur zugfesten Befestigung der Ventilatorschaufeln versehen ist, wobei das Verstärkungselement (7) im wesentlichen aus Stahl hergestellt ist und wobei die Ventilatornabe (1) im wesentlichen aus Aluminium hergestellt ist.
     
    2. Ventilatornabe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungselement (7) im wesentlichen entlang der Innenmantelfläche (5) des Befestigungsabschnitts (4) angeordnet ist.
     
    3. Ventilatornabe (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenmantelfläche (5) in einem Bereich um mindestens eine radiale Aufnahme (6) herum einen im wesentlichen planen Bereich (13) aufweist, dessen Flächennormale im wesentlichen in radialer Richtung der Ventilatornabe (1) orientiert ist.
     
    4. Ventilatornabe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungselement (7) m i ndestens zwei miteinander verschweißbare Segmente (7a, 7b) aufweist.
     
    5. Ventilatornabe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Segmente (7a, 7b) der halben Anzahl der aufzunehmenden Ventilatorschaufeln entspricht.
     
    6. Ventilatornabe nach einem der vorhergehenden Ansprüche"
    dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungselement mindestens einen im wesentlichen planen Abschnitt (9) aufweist, dessen Flächennormale bei bestimmungsgemäßem Gebrauch in radialer Richtung einer Ventilatornabe (1) orientierbar ist.
     
    7. Ventilatornabe nach Anspruch 6, dadurch
    gekennzeichnet, dass die Anzahl der planen Abschnitte (9) der doppelten Anzahl der aufzunehmenden Ventilatorschaufeln entspricht.
     
    8. Verfahren zur Herstellung eines Ventilators mit einer Ventilatornabe (1) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass

    a. zunächst jedes Segment (7a, 7b) des Verstärkungselements (7) der Innenmantelfläche des Befestigungsabschnitts (4) der Ventilatornabe (1) derart angenähert wird, dass die Mittel zur zugfesten Befestigung mit den radialen Aufnahmen (6) des zylindrischen Befestigungsabschnitts (4) in radialer und axialer Richtung in Deckung gelangen;

    b. anschließend Gewindebolzen der zu befestigenden Ventilatorschaufeln in die radiale Aufnahme (6) des zylindrischen Befestigungsabschnitts (4) sowie in die Mittel (10) zur zugfesten Befestigung eingeführt werden;

    c. anschließend jedes Segment (7a, 7b) des Verstärkungselements (7) mit dem zylindrischen Befestigungsabschnitt (4) der Ventilatornabe (1) mittels des Gewindebolzens der jeweiligen zu befestigenden Ventilatorschaufel verschraubt wird;

    d. schließlich die mit dem zylindrischen Befestigungsabschnitt (4) der Ventilatornabe (1) verschraubten Segmente (7a, 7b) des Verstärkungselements miteinander zur Bildung eines zusammenhängenden im Wesentlichen ringförmig geschlossenen Verstärkungselements (7) verschweißt werden.


     


    Claims

    1. Fan hub (1) for a smoke extraction fan, comprising means (2, 3) for connection to a fan shaft and/or a hub core, and a substantially cylindrical fastening portion (4) comprising radial receptacles (6) for a number of fan blades, the fastening portion (4) comprising an inside lateral surface (5), characterised in that it is provided with a substantially annularly closed reinforcement element (7) that is designed so as to be substantially separate from the fastening portion (4) and comprises means (10) for tension-proof fastening of the fan blades, the reinforcement element (7) being produced substantially from steel, and the fan hub (1) being produced substantially of aluminium.
     
    2. Fan hub (1) according to claim 1, characterised in that the reinforcement element (7) is arranged substantially along the inside lateral surface (5) of the fastening portion (4).
     
    3. Fan hub (1) according to either claim 1 or claim 2, characterised in that the inside lateral surface (5) comprises a substantially planar region (13), in a region around at least one radial receptacle (6), the surface normal of which substantially planar region is oriented substantially in the radial direction of the fan hub (1).
     
    4. Fan hub according to any of claims 1 to 3, characterised in that the reinforcement element (7) comprises at least two segments (7a, 7b) that can be welded together.
     
    5. Fan hub according to claim 4, characterised in that the number of segments (7a, 7b) corresponds to half the number of fan blades to be received.
     
    6. Fan hub according to any of the preceding claims, characterised in that the reinforcement element comprises at least one substantially planar portion (9), the surface normal of which can be oriented in the radial direction of a fan hub (1), when used as intended.
     
    7. Fan hub according to claim 6, characterised in that the number of planar portions (9) corresponds to twice the number of fan blades to be received.
     
    8. Method for producing a fan comprising a fan hub (1) according to either claim 4 or claim 5, characterised in that

    a. firstly, each segment (7a, 7b) of the reinforcement element (7) is moved closer to the inside lateral surface of the fastening portion (4) of the fan hub (1), such that the means for tension-proof fastening coincide with the radial receptacles (6) of the cylindrical fastening portion (4), in the radial and axial direction;

    b. subsequently, threaded bolts of the fan blades to be fastened are introduced into the radial receptacle (6) of the cylindrical fastening portion (4) and into the means (10) for tension-proof fastening;

    c. subsequently, each segment (7a, 7b) of the reinforcement element (7) is bolted to the cylindrical fastening portion (4) of the fan hub (1) by means of the threaded bolt of the particular fan blade that is to be fastened:

    d. finally, the segments (7a, 7b) of the reinforcement element that are bolted to the cylindrical fastening portion (4) of the fan hub (1) are welded together in order to form a continuous, substantially annularly closed, reinforcement element (7).


     


    Revendications

    1. Moyeu de ventilateur (1) pour un ventilateur d'évacuation de fumées avec des moyens (2, 3) destinés à être reliés à un arbre de ventilateur et/ou une partie centrale de moyeu et une section de fixation sensiblement cylindrique (4) avec des logements radiaux (6) pour un nombre d'aubes de ventilateur, dans lequel la section de fixation (4) présente une surface enveloppante intérieure (5), caractérisé en ce qu'il est pourvu d'un élément de renforcement (7) réalisé essentiellement de manière séparée de la section de fixation (4), de forme sensiblement annulaire fermée, avec des moyens (10) servant à la fixation résistante à la traction des aubes de ventilateur, dans lequel l'élément de renforcement (7) est fabriqué essentiellement en acier et dans lequel le moyeu de ventilateur (1) est fabriqué essentiellement en aluminium.
     
    2. Moyeu de ventilateur (1) selon la revendication 1., caractérisé en ce que l'élément de renforcement (7) est disposé sensiblement le long de la surface enveloppante intérieure (5) de la section de fixation (4).
     
    3. Moyeu de ventilateur (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la surface enveloppante intérieure (5) présente, dans une zone tout autour d'au moins un logement radial (6), une zone (13) sensiblement plane, dont la normale à la surface est orientée sensiblement dans une direction radiale du moyeu de ventilateur (1).
     
    4. Moyeu de ventilateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'élément de renforcement (7) présente au moins deux segments (7a, 7b) pouvant être soudés l'un à l'autre.
     
    5. Moyeu de ventilateur selon la revendication 4,
    caractérisé en ce que le nombre des segments (7a, 7b) correspond à la moitié du nombre des aubes de ventilateur à loger.
     
    6. Moyeu de ventilateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de renforcement présente au moins une section sensiblement plane (9), dont la normale à la surface peut être orientée, lors d'une utilisation conforme à l'usage prévu, dans une direction radiale d'un moyeu de ventilateur (1).
     
    7. Moyeu de ventilateur selon la revendication 6, caractérisé en ce que le nombre des sections planes (9) correspond au double du nombre des aubes de ventilateur à loger.
     
    8. Procédé servant à fabriquer un ventilateur avec un moyeu de ventilateur (1) selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5,
    caractérisé en ce que

    a. dans un premier temps chaque segment (7a, 7b) de l'élément de renforcement (7) de la surface enveloppante intérieure de la section de fixation (4) du moyeu de ventilateur (1) est rapproché de telle manière que les moyens servant à la fixation résistante à la traction viennent en superposition avec les logements radiaux (6) de la section de fixation cylindrique (4) dans une direction radiale et axiale ;

    b. puis des boulons filetés des aubes de ventilateur à fixer sont introduits dans le logement radial (6) de la section de fixation cylindrique (4) ainsi que dans les moyens (10) servant à la fixation résistante à la traction ;

    c. puis chaque segment (7a, 7b) de l'élément de renforcement (7) est vissé avec la section de fixation cylindrique (4) du moyeu de ventilateur (1) au moyen du boulon fileté de l'aube de ventilateur à fixer respective ;

    d. pour finir, les segments (7a, 7b) de l'élément de renforcement vissés à la section de fixation cylindrique (4) du moyeu de ventilateur (1) sont soudés les uns aux autres pour former un élément de renforcement (7) continu, s de forme ensiblement annulaire fermée.


     




    Zeichnung

















    Angeführte Verweise

    IN DER BESCHREIBUNG AUFGEFÜHRTE DOKUMENTE



    Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde ausschließlich zur Information des Lesers aufgenommen und ist nicht Bestandteil des europäischen Patentdokumentes. Sie wurde mit größter Sorgfalt zusammengestellt; das EPA übernimmt jedoch keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.

    In der Beschreibung aufgeführte Patentdokumente