[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
- 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;
- b. anschließend Gewindebolzen der zu befestigenden Ventilatorschaufeln in die radiale
Aufnahme des zylindrischen Befestigungsabschnitts sowie in die Mittel zur zugfesten
Befestigung eingeführt werden;
- c. anschließend jedes Segment des Verstärkungselements mit dem zylindrischen Befestigungsabschnitt
der Ventilatornabe mittels des Gewindebolzens der jeweiligen zu befestigenden Ventilatorschaufel
verschraubt wird;
- 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
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.
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).
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.