Ventilator mit einem Laufrad sowie Verfahren zum Betreiben eines Ventilators

Abstract

 Die Erfindung betrifft einen Ventilator, insbesondere Querstromventilator, mit einem Laufrad, das mittels einer Lagerung drehbar gelagert ist und das mindestens zwei Stützeinrichtungen aufweist, die mehrere, sich zwischen ihnen erstreckende Lüfterschaufeln halten. Es ist vorgesehen, dass der Ventilator eine Spanneinrichtung (72) zur axialen Zug- oder Druckbeaufschlagung der Lüfterschaufeln (36) aufweist.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein entsprechendes Verfahren.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Ventilator, insbesondere Querstromventilator, mit einem Laufrad, das mittels einer Lagerung drehbar gelagert ist und das mindestens zwei Stützeinrichtungen aufweist, die mehrere, sich zwischen ihnen erstreckende Lüfterschaufeln halten.

[0002] Aus der DE 298 23 187 U1 ist ein Ventilator bekannt, der als Querstromventilator ausgebildet ist. Dieser umfasst ein drehbar gelagertes Laufrad mit mehreren sich in axialer Richtung erstreckenden Lüfterschaufeln, die bei Rotation des Laufrads Luft am äußeren Umfang über die gesamte axiale Länge des Laufrades ansaugen. Diese Luft strömt in das Laufradinnere, wird dort durch entstehende Luftwirbel umgelenkt und tritt als beschleunigter Luftstrom über die gesamte axiale Erstreckung aus. Die Lüfterschaufeln sind zwischen zwei axial beabstandeten Stützeinrichtungen des Laufrades gehalten. Eine mit einer der Stützeinrichtungen verbundenen Welle krakt über die Stirnseite der Stützeinrichtung und ist mit einer Antriebseinrichtung kuppelbar. Bekannt ist es, auf dem freien Wellenende eine Riemenscheibe drehfest anzuordnenen, die über ein von einem Antriebsmotor angetriebenes Zugmittel in Rotation versetzt wird. Die rotierende Riemenscheibe versetzt ihrerseits das Laufrad in Rotation. Durch diesen Antrieb über Zugmittel und Riemenscheibe ergibt sich eine zusätzliche radiale Kraft auf ein Ende der Welle, sodass ein Teil der Lüfterschaufeln auf Zug und ein anderer Teil der Lüfterschaufeln auf Druck belastet werden. Bei Rotation des Laufrades ergibt sich für jede einzelne der Lüfterschaufel eine Druck-Zug-Wechselbelastung, die deren Material stark belastet. Eine derartige Druck-Zug-Wechselbelastung ergibt sich auch durch eine nicht fluchtende Lagerung auf beiden Seiten des Laufrads, zum Beispiel durch die Lagervorrichtung eines das Laufrad auf einer Seite direkt antreibenden Elektromotors und einer weiteren Lagervorrichtung auf der gegenüberliegenden Seite des Laufrades. Um einer derartigen Wechselbelastung zu begegnen, werden zwischen den Stützeinrichtungen zusätzliche Stützscheiben angeordnet, die die Festigkeit des Laufrades, insbesondere im Bereich der Lüfterschaufeln, erhöhen. Diese zusätzlichen Stützscheiben oder weitere Maßnahmen zur Erhöhung der Festigkeit vergrößern jedoch das Gewicht des Laufrades.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ventilator der gattungsgemäßen Art zu schaffen, der den Zug- oder den Druckanteil der Druck-Zug-Wechselbelastungen reduziert.

[0004] Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mittels eines Ventilators mit dem im Anspruch 1 genannten Merkmal gelöst. Diese zusätzliche Zug-oder Druckbeaufschlagung der Lüfterschaufeln reduziert den Druck-oder den Zuganteil einer Druck-Zug-Wechselbelastung der Lüfterschaufeln, insbesondere Lamellen, im Betrieb des Ventilators. Diese Wechselbelastung wird zum Beispiel durch radiale Kräfte hervorgerufen, die bei einem Antrieb des Laufrades über ein Zugmittel oder bei einer nicht fluchtenden beidseitigen Lagerung auftreten. Durch die Reduktion des Druckanteils oder des Zuganteils dieser Druck-Zug-Wechselbelastung wird das Material der Lüfterschaufeln weniger stark beansprucht. Bei der Zug- oder Druckbeaufschlagung der Lüfterschaufeln mittels der Spanneinrichtung wirkt diese bevorzugt an den axialen Enden des Laufrades beziehungsweise der Lüfterschaufeln. Bevorzugt ist die Spanneinrichtung eine Spanneinrichtung zur Zugbeaufschlagung der Lüfterschaufeln. Durch diese zusätzliche Beaufschlagung durch Zug verringert sich die resultierende Druckbeanspruchung und die Gefahr einer Knickbeanspruchung der Lüfterschaufeln. Zusätzliche Maßnahmen zur Erhöhung der Festigkeit des Laufrades können entfallen. Die Lüfterschaufeln - und dadurch auch das gesamte Laufrad - können leichter gebaut sein.

[0005] Im Folgenden werden vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung beschrieben.

[0006] In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Spanneinrichtung - zur Zug- oder Druckbeaufschlagung der Lüfterschaufeln - die beiden Stützeinrichtungen mit axial entgegengesetzt nach außen oder nach innen wirkenden Kräften beaufschlagt. Die Lüfterschaufeln sind dazu jeweils an beiden Stützeinrichtungen zumindest zugfest beziehungsweise druckfest befestigt. Durch die Zug-oder Druckbeaufschlagung der Lüfterschaufeln über die Stützeinrichtungen ist eine auf alle Lüfterschaufeln verteilte (zusätzliche) axiale Zug- oder Druckbelastung gegeben.

[0007] Insbesondere ist vorgesehen, dass die Spanneinrichtung mindestens ein Spannelement zum Einstellen der Kräfte aufweist. Durch das Spannelement können die Kräfte so vorgewählt werden, dass diese eine einstellbare Zug- oder Druckbeaufschlagung der Lüfterschaufeln bewirken.

[0008] Mit Vorteil ist vorgesehen, dass der Ventilator ein Gehäuse oder ein Gestell aufweist, an dem mindestens eine Lagervorrichtung zur Lagerung des Laufrades befestigt ist. Bevorzugt sind zwei Lagervorrichtungen für eine beidseitige Lagerung des Laufrades vorgesehen.

[0009] Ferner ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Lagerung als angestellte Lagerungen mit zwei den Stützeinrichtungen zugeordneten Lagervorrichtungen ausgebildet ist, die die Spanneinrichtung zumindest mitbilden. Bei der Lagerung verteilt sich die Radialkraft auf die beiden Lagervorrichtungen. Die Anstellung kann als O- oder als X-Anstellung in bekannter O- oder X-Anordnung erfolgen. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Anstellung in O-Anordnung erfolgt. Alternativ wird die beidseitige Lagerung durch zwei Festlager gebildet. Die Spanneinrichtung verändert zum einstellen der Kräfte deren Abstand. Es ist möglich auf den beiden Seiten des Laufrads jeweils ein Axiallager und ein Radiallager vorzusehen. Die Axiallager dienen einer axialen Druck- oder Zugbeaufschlagung der Lüfterschaufeln und die Radiallager ermöglichen den Rundlauf des Laufrads.

[0010] Insbesondere ist vorgesehen, dass mindestens einer der Stützeinrichtungen eine Welle zugeordnet ist. Die Welle ist beispielsweise über einen als Nabe ausgebildeten Flansch an der Stützeinrichtung, insbesondere Stützscheibe, befestigt.

[0011] In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass sich das an der Welle über dessen Verbindungsanschluss befestigbare Spannelement axial an einem mit der Stützeinrichtung drehenden Teil eines Lagers der Lagervorrichtung auf seiner einen Seite abstützt und sich das Lager an seiner anderen Seite mit einem gehäusefesten Teil an dem Gehäuse abstützt. Die Lagervorrichtung umgreift beispielsweise mit dem Lager die Welle, wobei die Welle bei montiertem Laufrad auf der ersten Seite den Verbindungsanschluss zur Verbindung mit dem Spannelement aufweist. Die Lagervorrichtung weist an der zweiten Seite beispielsweise eine Ringschulter auf, über die sich das Lager am Gehäuse abstützt.

[0012] Mit Vorteil ist vorgesehen, dass das Spannelement als losdrehsichere Mutter und der Verbindungsanschluss als entsprechendes Gewinde ausgebildet ist. Losdrehsichere Muttern sind vorzugsweise Muttern mit formschlüssigen Sicherungselementen, die durch ihre Form beziehungsweise Verformung die Mutter festlegen (zum Beispiel Kronenmutter).

[0013] Alternativ oder zusätzlich ist mit Vorteil vorgesehen, dass die Spanneinrichtung von mindestens einer sich in axialer Richtung oder unter einem Winkel zur axialen Richtung erstreckenden Vorrichtung des Laufrades zumindest mitgebildet wird. Die Vorrichtung ist insbesondere eine zwischen den beiden Stützeinrichtungen angeordnete Welle mit axial variabler Länge. Mittels dieser Welle variabler Länge werden die beiden Stützeinrichtungen zur Zug- oder Druckbeaufschlagung der zwischen den Stützeinrichtungen gehaltenen Lüfterschaufeln gegeneinander auf Druck oder Zug vorgespannt. Alternativ wird die Vorrichtung des Laufrades von einer starren Welle und Spannelementen, insbesondere Zugseilen, und/oder Druck-und/oder Zugspeichen gebildet. Die Zugseile bewirken die Zugbeaufschlagung der Lüfterschaufeln; Druckspeichen bewirken Druckbeaufschlagung; Zugspeichen Zugbeaufschlagung.

[0014] In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Laufrad mindestens ein Element aufweist, das die beiden Stützeinrichtungen gegen ein Verdrehen gegeneinander sichert. Ein derartiges Element geringer Masse ist zum Beispiel ein schraubenförmig zwischen den Stützeinrichtungen angeordnetes Zugelement, insbesondere Zugseil. Vorzugsweise sind zwei derartig schraubenförmig angeordnete Zugelemente mit entgegengesetztem Drehsinn vorgesehen. Es können auch entsprechende, nicht axial vorlaufende Zug- und/oder Druckspeichen vorgesehen sein, um eine Verdrehsicherung zu bilden.

[0015] Weiterhin ist mit Vorteil vorgesehen, dass das Laufrad mindestens ein axial zwischen den Stützeinrichtungen angeordnetes Stützelement zum zusätzlichen Halten der Lüfterschaufeln aufweist.

[0016] Schließlich ist mit Vorteil vorgesehen, dass mindestens eine der Stützeinrichtungen oder das Stützelement als elastisches Koppelelement ausgebildet ist. Mittels dieses Koppelelements, das die Lüfterschaufeln untereinander oder mit anderen Elementen des Laufrades koppelt, werden die Lüfterschaufeln in Abhängigkeit der Zug-oder Druckbeaufschlagung der Druck-Zug-Wechselbelastung und der sich aus einer Drehzahl ergebenden Zentrifugalkraft im Betrieb vorgebbar radial nach außen beziehungsweise nach innen verbogen.

[0017] Durch die Wahl einer hinreichend großen Zugbeaufschlagung wird der axiale Druckanteil der Druck-Zug-Wechselbelastung mit Vorteil kompensiert beziehungsweise überkompensiert. Dadurch werden die Lüfterschaufeln nur mit Zugkräften beaufschlagt, die jedoch von wechselnder Größe sein können. Bei einer hinreichend großen Zugbeaufschlagung ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Lüfterschaufeln -zumindest teilweise- als leicht biegbare Lüfterschaufeln ausgebildet sind. Durch die permanente Beaufschlagung der Lüfterschaufeln mit Zugkräften können diese als wenig biegestabile oder sogar biegeschlaffe Lüfterschaufeln ausgebildet sein. Biegeschlaffe Lüfterschaufeln können besonders leicht gebaut sein.

[0018] Die Erfindung kann auch bei einem fliegend gelagerten Laufrad eines Ventilators, insbesondere Querstromventilators, realisiert sein.

[0019] Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben eines Ventilators, insbesondere Querstromventilators, vorzugsweise eines vorstehend genannten Ventilators, wobei der Ventilator ein mittels einer Lagerung drehbar gelagertes Laufrad mit mindestens zwei Stützeinrichtungen aufweist, die mehrere, sich zwischen ihnen erstreckende Lüfterschaufeln halten. Es ist vorgesehen, dass die Lüfterschaufeln zur Reduktion eines Druck- oder Zuganteils einer im Betrieb des Ventilators auftretenden Druck-Zug-Wechselbelastung der Lüfterschaufeln mit Zug oder Druck beaufschlagt werden. Dazu werden die zwischen den Stützeinrichtungen des Laufrades gehaltenen Lüfterschaufeln über die Stützeinrichtungen verspannt. Die Größe der Zugkräfte oder Druckkräfte zur Reduktion des Druck- oder Zuganteils ist vorzugsweise wählbar/einstellbar.

[0020] Weiterhin ist mit Vorteil vorgesehen, dass die beiden Stützeinrichtungen - zur Zug- oder Druckbeaufschlagung - mit axial entgegengesetzt nach außen oder nach innen wirkenden Kräften beaufschlagt werden.

[0021] In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kräfte so vorgewählt/eingestellt werden, dass die Lüfterschaufeln im Betrieb vorgebbar radial nach außen oder nach innen gebogen sind. Durch diese mittels der Kräfte vorgebbare Geometrie der Lüfterschaufeln ergibt sich ein einstellbares Strömungsprofil über die axiale Länge des Ventilators. Sind die Lüfterschaufeln im Betrieb in einem Mittelbereich nach außen gebogen, ergibt sich ein Strömungsprofil, bei dem im mittleren Bereich eine höhere Strömungsgeschwindigkeit beziehungsweise ein größerer Massestrom auftritt als in den Endbereichen des Laufrades. Weist das Laufrad in seinem Mittelbereich nach innen gebogene Lüfterschaufeln auf, so ergibt sich ein Strömungsprofil, bei dem in den axialen Endbereichen eine höhere Strömungsgeschwindigkeit und ein höherer Massestrom auftritt als in dem Mittelbereich.

[0022] Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1

in Seitenansicht einen Querstromventilator,

Figur 2A bis 2D

verschiedene Laufradformen und entsprechende axiale Geschwindigkeitsverteilungen.

[0023] Die Figur 1 zeigt einen als Querstromventilator 10 ausgebildeten Ventilator, der ein Laufrad 12 und ein Gehäuse 14 aufweist. An sich bekannte konstruktive Details des Querstromventilators 10 sind im Einzelnen nicht dargestellt, da Aufbau und Funktion von Querstromventilatoren allgemein bekannt sind. Das Laufrad 12 weist an den gegenüberliegenden Enden 16, 18 seiner axialen Erstreckung jeweils eine Stützeinrichtung 20, 22 auf. Die Stützeinrichtung 20 weist eine Stützscheibe 24 und die Stützeinrichtung 22 eine Stützscheibe 30 auf. Der Stützscheibe 24 ist eine Welle 26 und eine die Stützscheibe 24 mit der Welle 26 verbindende Nabe 28 zugeordnet. Der Stützscheibe 30 ist eine Welle 32 und eine die Stützscheibe 30 mit der Welle 32 verbindende Nabe 34 zugeordnet. Axial zwischen den beiden Stützeinrichtungen 20, 22 befinden sich im radialen Außenbereich der Stützscheiben 24, 30 umfänglich angeordnete Lüfterschaufeln 36 des Laufrades 12. Die Lüfterschaufeln 36 werden von den Stützscheiben 24, 30 an den Enden 16, 18 des Laufrades 12 gehalten und zwischen diesen Stützscheiben 24, 30 der Stützeinrichtungen 20, 22 von axial beabstandet und parallel ausgerichteten, als weitere Stützscheiben ausgebildete Stützelemente 38 zur Festigung des Laufrades 12 gestützt.

[0024] An einer Stirnseite 40 ragt die der ersten Stützeinrichtung 20 zugeordnete Welle 26 über das Gehäuse 14 heraus. Die Welle 26 ist in einer ersten Lagervorrichtung 42 geführt. An der Stützscheibe 24 ist ein Ende 44 der Welle 26 gehalten. Das andere Ende 18 des Laufrades 12 ist über die Welle 32 in einer zweiten Lagervorrichtung 48 an der anderen Stirnseite 50 des Gehäuses 14 drehbar gelagert. Die beiden Lagervorrichtungen 42, 48 bilden eine angestellte Lagerung in O-Anstellung des Laufrades 12. Bei dieser Lagerung sind die Lagervorrichtungen 42, 48 im Wesentlichen spiegelbildlich angeordnet, sodass hier nur die erste Lagervorrichtung 42 ausführlich beschrieben wird. Die Lagervorrichtung 42 weist ein als Kugellager 52 ausgebildetes Wälzlager 54 in einer an der Stirnseite 40 des Gehäuses 14 befestigten Lageraufnahme 56 auf. Ein Innenring 58 des Wälzlagers 54 stützt sich an einem als losdrehfeste Mutter 60 ausgebildeten Spannelement 62 und ein Außenring 64 stützt sich auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite des Lagers 54 an einer Ringschulter 66 der Lageraufnahme 56 ab. Das als Mutter 60 ausgebildete Spannelement 62 ist über einen als Gewinde 68 ausgebildeten Verbindungsanschluss 70 der Welle 26 (beziehungsweise der Stützeinrichtung 20) lösbar mit dieser verbunden. Da die zweite Lagervorrichtung 48 im Wesentlichen wie die erste Lagervorrichtung 42 ausgebildet ist und somit entsprechende Komponenten aufweist, sind diese mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie die der ersten Lagervorrichtung 42. Die angestellte Lagerung mit ihren Lagervorrichtungen 42, 48 bildet zusammen mit den Stützeinrichtungen 20, 22 und dem Gehäuse 14 eine Spanneinrichtung 72 zur Zugbeaufschlagung der Lüfterschaufeln 36. Dazu beaufschlagen die sich an den Stirnseiten 40, 50 des Gehäuses 14 abstützenden Lagervorrichtungen 42, 48 der angestellten Lagerung die Stützeinrichtungen 20, 22 mit axial nach außen wirkenden Kräften (Pfeile 74, 76).

[0025] Es ergibt sich folgende Funktion der beiden eine angestellte Lagerung des Laufrads 12 bildenden Lagervorrichtungen 42, 48: Durch Anziehen mindestens einer der Muttern 60 werden die beiden Wellen 26, 32 beziehungsweise die Stützeinrichtungen 20, 22 jeweils mit einer nach außen wirkenden Kraft (Pfeile 74, 76) beaufschlagt. Durch diese Kraftbeaufschlagung werden die von den Stützeinrichtungen 20, 22 gehaltenen und zwischen diesen angeordneten Lüfterschaufeln 36 mit axial entgegengesetzt wirkenden Zugkräften beaufschlagt. Diese wirken jeweils an den Enden 16, 18 des Laufrades 12 und somit auch an den Enden der Lüfterschaufeln 36. Durch die axial nach außen wirkenden Kräfte (Pfeile 72, 74) wird das Gehäuse 14 axial auf Druck belastet, da sich die Lager 54 über ihre Außenringe 64 und die Ringschultern 66 der Lageraufnahmen 56 jeweils am Gehäuse 14 abstützen.

[0026] Beim Anbringen einer Antriebsenergie, zum Beispiel über eine nicht gezeigte Riemenscheibe auf der Welle 26, wird diese mit einer hier lediglich angedeuteten radial zur Welle 26 gerichteten Kraft F beaufschlagt, die entsprechend der Anbaulage des Riementriebes beziehungsweise des Antriebsmotors gerichtet ist. Diese radiale Kraft F übt ein Kippmoment auf die Welle 26 aus, das die Lüfterschaufeln 36 in einem oberen Bereich des Laufrades 12 auf Zug und in einem unteren Bereich auf Druck belastet. Im Betrieb des Querstromventilators 10 ergibt sich somit eine Druck-Zug-Wechselbelastung auf jede einzelne der Lüfterschaufeln 36, die deren Material besonders stark beanspruchen.

[0027] Um den Druckanteil einer derartige Druck-Zug-Wechselbelastung zumindest zu reduzieren, werden die Lüfterschaufeln 36 mittels der von den Lagervorrichtungen 42, 48 mitgebildeten Spanneinrichtung axial entgegengesetzt nach außen wirkenden Kräften beaufschlagt. Somit wird der Druckanteil der Druck-Zug-Wechselbelastung von den durch die Spanneinrichtung 72 aufgebrachten Kräften reduziert.

[0028] Alternativ zur Beaufschlagung der beiden Stützeinrichtungen mit axial entgegengesetzt nach außen wirkenden Kräften mittels einer durch die Lagervorrichtungen 42, 48 mitgebildeten Spanneinrichtung 72 wird diese von mindestens einer als eine sich in axialer Richtung erstreckende Vorrichtung des Laufrades, wie zum Beispiel einer sich von dem einen Ende 16 bis zum anderen Ende 18 erstreckenden Welle gebildet oder mitgebildet (nicht gezeigt). Dazu ist die Vorrichtung in axialer Richtung längenverstellbar, sodass sie die beiden Stützeinrichtungen mit axial entgegengesetzt nach außen wirkenden Kräften beaufschlagt.

[0029] Bei einer Zugbeaufschlagung der Lüfterschaufeln 36, die so groß ist, dass der auftretende axiale Druckanteil der Druck-Zug-Wechselbelastung kompensiert oder überkompensiert wird, ermöglicht es, die Lüfterschaufeln 36 oder zumindest einen Teil der Lüfterschaufeln 36 als biegeschlaffe Lüfterschaufeln 36 auszubilden.

[0030] Das Laufrad 12 weist in einer weiteren Ausführungsform (nicht gezeigt) mindesten ein Element zur Sicherung der beiden Stützeinrichtungen 20, 22 gegen ein Verdrehen gegeneinander auf. Ist dieses Element als biegeschlaffes Element ausgebildet, so verbindet es die beiden Stützeinrichtungen 20, 22 schraubenförmig. Die Drehrichtung der Schraubenform wird von der Drehrichtung des Laufrades 12 und der Antriebsanordnung bestimmt. Sind beide Drehrichtungen für das Laufrad 12 vorgesehen, so weist das Laufrad 12 bevorzugt zwei schraubenförmige Elemente mit entgegengesetztem Drehsinn auf. Anstelle der oder zusätzlich zu den schraubenförmigen Elementen können auch Speichen für die Bildung der Verdrehsicherung eingesetzt werden.

[0031] Die Figuren 2A bis 2D zeigen schematisch dargestellte Laufräder 12 von Querstromventilatoren 10 (unten) und deren Geschwindigkeitsprofile über der axialen Erstreckung ihrer Laufräder 12 (oben). Die in den Ausführungsbeispielen der Figuren 2B bis 2D dargestellten Laufräder 12 weisen Stützeinrichtungen 20, 22 beziehungsweise Stützelemente 38 (von denen nur ein Stützelement 38 dargestellt ist) auf, die die Lüfterschaufeln 36 von einer gemeinsamen Drehachse der Wellen 26, 32 radial unterschiedlich beabstandet halten. Durch die sich ergebende axiale Anordnung und/oder Form der Lüfterschaufeln 36 ergeben sich die jeweils in den Figuren 2A bis 2D oben gezeigten Geschwindigkeitsprofile 80, 82, 84, 86 des von den zugehörigen Querstromventilatoren 10 geförderten Gases.

[0032] Bei dem in Figur 2A gezeigten Laufrad 12 sind die Lüfterschaufeln 36 über die gesamte axiale Erstreckung des Laufrades 12 gleichmäßig radial beabstandet. Das zugehörige Geschwindigkeitsprofil 80 zeigt über der axialen Erstreckung eine konstante Geschwindigkeit v.

[0033] Das in Figur 2B gezeigte Laufrad 12 weist ein zwischen den Stützeinrichtungen 20, 22 angeordnetes Stützelement 38 auf, das die Lüfterschaufeln im Mittelbereich 78 weiter von der Drehachse beabstandet hält als die Stützeinrichtungen 20, 22. Das zugehörige Geschwindigkeitsprofil 82 zeigt im Mittelbereich 78 des Laufrades 12 eine entsprechend höhere Geschwindigkeit v als an den Enden 16, 18 des Laufrades 12.

[0034] Bei dem in Figur 2C gezeigten Laufrad 12 sind die Lüfterschaufeln 36 von den Stützeinrichtungen 20, 22 an den Enden 16, 18 des Laufrades 12 weiter von der Drehachse beabstandet gehalten als von dem Stützelement 38 im Mittelbereich 78. Das zugehörige Geschwindigkeitsprofil 84 zeigt im Mittelbereich 78 des Laufrades 12 eine dementsprechend niedrigere Geschwindigkeit v als an den Enden 16, 18 des Laufrades 12.

[0035] Bei dem in Figur 2D gezeigten Laufrad 12 sind die Lüfterschaufeln 36 am ersten Ende 16 von der ersten Stützeinrichtung 20 weiter von der Drehachse beabstandet gehalten als von dem Stützelement 38 im Mittelbereich 78, das die Lüfterschaufeln 36 seinerseits weiter von der Drehachse beabstandet hält als die zweite Stützeinrichtung 22 am zweiten Ende 18. Das zugehörige Geschwindigkeitsprofil 86 zeigt eine stetige (hier lineare) Abnahme der Geschwindigkeit v vom ersten Enden 16 über den Mittelbereich 78 zum zweiten Ende 18 des Laufrades 12.

[0036] Ist zumindest eine der Stützeinrichtungen 20, 22 und/oder ein Stützelement 38 als elastisches Koppelelement, zum Beispiel als Koppelfederelement, ausgebildet, so wird dieses die Lüfterschaufeln 36 in Abhängigkeit von den im Betrieb auftretenden axialen Zug- und/oder Druckkräften sowie Zentrifugalkräften radial verbiegen. Dazu werden die wählbaren Kräfte zum Beispiel so vorgewählt, dass die Lüfterschaufeln im Betrieb vorgebbar radial nach außen oder radial nach innen gebogen sind. Sind die Lüfterschaufeln 36 in dem axialen Mittelbereich 78 radial nach außen gebogen, so ergibt sich das Strömungsprofil 82, bei dem der Mittelbereich 78 des Laufrades 12 eine höhere Strömungsgeschwindigkeit beziehungsweise einen größeren geförderten Massestrom aufweist als die Enden 16, 18 des Laufrades 12. Weist das Laufrad 12 in seinem Mittelbereich 78 radial nach innen gebogene Lüfterschaufeln 36 auf, so ergibt sich ein Strömungsprofil 84, bei dem sich an den axialen Enden 16, 18 des Laufrades 12 eine höhere Strömungsgeschwindigkeit beziehungsweise ein höherer Massestrom ergibt als in dem dazwischen liegenden Mittelbereich 78.

Ansprüche

1. Ventilator, insbesondere Querstromventilator, mit einem Laufrad, das mittels einer Lagerung drehbar gelagert ist und das mindestens zwei Stützeinrichtungen aufweist, die mehrere, sich zwischen ihnen erstreckende Lüfterschaufeln halten, gekennzeichnet durch eine Spanneinrichtung (72) zur axialen Zug- oder Druckbeaufschlagung der Lüfterschaufeln (36).

2. Ventilator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtung (72) die beiden Stützeinrichtungen (20,22) mit axial entgegengesetzt nach außen oder nach innen wirkenden Kräften beaufschlagt.

3. Ventilator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtung (72) mindestens ein Spannelement (62) zum Einstellen der Kräfte aufweist.

4. Ventilator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (14) oder ein Gestell, an dem mindestens eine Lagervorrichtung (42,48) zur Lagerung des Laufrades (12) befestigt ist.

5. Ventilator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung als angestellte Lagerung mit zwei den Stützeinrichtungen (20,22) zugeordneten Lagervorrichtungen (42,48) ausgebildet ist, die die Spanneinrichtung (72) bilden oder mitbilden.

6. Ventilator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Stützeinrichtungen (20,22) eine Welle (26,32) zugeordnet ist.

7. Ventilator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das an der Welle (26,32) über dessen Verbindungsanschluss (70) befestigbare Spannelement (62) axial an einem mit der Stützeinrichtung (20,22) drehenden Teil eines Lagers (54) der Lagervorrichtung (42,48) auf seiner einen Seite abstützt und sich das Lager (54) an seiner anderen Seite mit einem gehäuse- oder gestellfesten Teil an dem Gehäuse/Gestell (14) abstützt.

8. Ventilator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement (62) als losdrehsichere Mutter (60) und der Verbindungsanschluss (70) als entsprechendes Gewinde (68) ausgebildet ist.

9. Ventilator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtung (72) von mindestens einer sich in axialer Richtung oder unter einem Winkel zur axialen Richtung erstreckenden Vorrichtung des Laufrades (12) gebildet oder mitgebildet wird.

10. Ventilator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufrad (12) mindestens ein Element aufweist, das die beiden Stützeinrichtungen (20,22) gegen ein Verdrehen gegeneinander sichert.

11. Ventilator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Stützeinrichtungen mindestens ein Zug- und/oder Druckmittel, insbesondere mindestens eine Zug- oder Druckstange, vorzugsweise mindestens eine Speiche und/oder ein biegeschlaffes Element, angeordnet ist.

12. Ventilator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufrad (12) mindestens ein axial zwischen den Stützeinrichtungen (20,22) angeordnetes Stützelement (38) zum zusätzlichen Halten der Lüfterschaufeln (36) aufweist.

13. Ventilator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Stützeinrichtungen (20,22) oder das Stützelement (38) als elastisches Koppelelement ausgebildet ist.

14. Verfahren zum Betreiben eines Ventilators, insbesondere Querstromventilators, vorzugsweise eines Ventilators nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ventilator ein mittels einer Lagerung drehbar gelagertes Laufrad mit mindestens zwei Stützeinrichtungen aufweist, die mehrere, sich zwischen ihnen erstreckende Lüfterschaufeln halten, dadurch gekennzeichnet, dass die Lüfterschaufeln zur Reduzierung eines Druck- oder Zuganteils einer im Betrieb des Ventilators auftretenden Druck-Zug-Wechselbelastung der Lüfterschaufeln mit Zug oder Druck beaufschlagt werden.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Stützeinrichtungen - zur Zug- oder Druckbeaufschlagung der Lüfterschaufeln - mit axial entgegengesetzt nach außen oder nach innen wirkenden Kräften beaufschlagt werden.

16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kräfte so vorgewählt/eingestellt werden, dass die Lüfterschaufeln im Betrieb vorgebbar radial nach außen oder nach innen gebogen sind.

17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zug oder Druckbeaufschlagung in Längserstreckung der Lüfterschaufeln wirkt.

18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf die beiden Stützeinrichtungen Torsionsverdrehsicherungskräfte wirken.

Zeichnung