Die Erfindung betrifft einen Axialventilator nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. 8 bzw. 20.

Axialventilatoren werden für die unterschiedlichsten Anwendungen eingesetzt. Obgleich die Axialventilatoren einen ausreichenden Gesamtwirkungsgrad und einen geringen Strömungswiderstand haben, gibt es immer mehr Anwendungen, bei denen noch höhere Anforderungen an den Gesamtwirkungsgrad und/oder den Strömungswiderstand gestellt werden.

Es sind Axialventilatoren bekannt (DE 25 29 541 B2), bei denen der Motor über eine Aufhängung am Gehäuse befestigt wird. Die Aufhängung wird durch radial sich erstreckende Streben gebildet, die sich zwischen einer Statornabe und dem Gehäuse erstrecken. Die Streben sind in Strömungsrichtung der Luft etwa hochkant angeordnet und über ihre Höhe gekrümmt. Da die Streben über ihre Länge und Höhe durchgehend ausgebildet sind, ist der Strömungswiderstand noch zu hoch. Die Streben führen auch zu einer Gewichtserhöhung des Axialventilators und tragen zu einer Lärmentstehung beim Betrieb des Axialventilators bei.

Bei einem anderen bekannten Axialventilator (DE 10 2004 017 727 A1 ) ist der Motor mittels Stegen am Gehäuse befestigt. Die Stege sind ebenfalls durchgehend ausgebildet und erstrecken sich quer zur Strömungsrichtung der Luft, wodurch ein hoher Strömungswiderstand und ein entsprechendes Gewicht des Axialventilators sowie ein lautes Betriebsgeräusch entstehen.

Es sind auch Axialventilatoren bekannt (DE 10 2011 015 784 A1 ), bei denen der Motor über etwa radial verlaufende Streben mit dem Gehäuse verbun-

BESTÄTIGUNGSKOPIE - - den ist. Die Streben sind als Nachleitflügel ausgebildet und etwa hochkant angeordnet. Sie sind ebenfalls durchgehend massiv ausgebildet.

Bei einem anderen bekannten Axialventilator (GB 429 958) ist der Motor über radial verlaufende Streben mit dem Gehäuse verbunden. Im Anschlussbereich an das Gehäuse sind die Streben verbreitert ausgebildet. Die Streben führen ebenfalls zu einem hohen Strömungswiderstand, zu einem hohen Gewicht des Axialventilators und zu einer Geräuschentwicklung im Betrieb des Axialventilators.

Schließlich sind Axialventilatoren bekannt (EP 0 259 061 A2), bei denen der Motor über L-förmig ausgebildete Streben mit dem Gehäuse verbunden ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gattungsgemäßen Axialventilator so auszubilden, dass er einen hohen Gesamtwirkungsgrad sowie nur einen geringen Strömungswiderstand aufweist. Dabei soll der Axialventilator nur geringes Gewicht haben, sich kostengünstig herstellen lassen und insbesondere im Betrieb nur wenig Geräusche erzeugen.

Diese Aufgabe wird beim gattungsgemäßen Axialventilator erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 bzw. 8 bzw. 20 gelöst.

Der erfindungsgemäße Axialventilator nach Anspruch 1 zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest ein Teil des Strebenteiles über einen Teil seiner Länge mit wenigstens einer Aussparung versehen ist. Durch die Aussparung wird der Strömungswiderstand durch das Strebenteil minimiert. Form und/oder Größe und/oder Lage der Aussparung kann an die Einsatzbedingungen des Axialventilators angepasst werden, so dass je nach Anwendungsfall der optimale Strömungswiderstand eingestellt werden kann. Die Aussparung im Strebenteil führt dazu, dass das Gewicht des Axialventilators gering gehalten wird. Je mehr Strebenteile als Aufhängung verwendet werden, desto größer ist die Gewichtsreduktion des Axialventilators im Ver- - - gleich zu Axialventilatoren mit über die Länge und Höhe durchgehend ausgebildeten Streben. Die Lärmentstehung des erfindungsgemäßen Axialventilators ist stark reduziert, weil die Größe von wirbelbehafteten Ablösegebieten infolge der Aussparung stark verringert ist. Da das Strebenteil zudem etwa hochkant in der strömenden Luft angeordnet ist, kann im Zusammenspiel mit der Größe und/oder Form und/oder Lage der Aussparung der Strömungswiderstand minimal gehalten werden.

Vorteilhaft ist das Strebenteil durch ein Blechteil gebildet. Die Verwendung von Blech führt zu geringen Herstellungskosten des Axialventilators. Das Blechteil lässt sich bei Bedarf einfach verformen, wenn dies für den Einbau erforderlich ist. Es lässt sich einfach montieren und demontieren. Insbesondere ist es nicht erforderlich, dieses Blechteil an seinen Enden anzuschweißen, sondern es kann mit seinen Enden an den entsprechenden Bauteilen des Axialventilators angeschraubt, angenietet oder dgl. werden. Die Aussparung kann, wenn das Strebenteil aus Blech besteht, sehr einfach durch Stanzen hergestellt werden.

Um eine optimale Festigkeit der Aufhängung bei minimalem Strömungswiderstand zu erreichen, werden die Aussparung begrenzende Schenkel des Strebenteiles vorteilhaft in einer Breite ausgeführt, die etwa dem 3- bis 15fachen der Flachmaterialstärke, vorzugsweise dem 5fachen der Flachmaterialstärke entspricht.

Die Aussparung im Strebenteil kann in vorteilhafter Weise dadurch gebildet werden, dass eine entsprechende Öffnung im Flachmaterial vorgesehen wird, die insbesondere bei Blech ausgestanzt wird.

Bei einer besonders vorteilhaften Gestaltung ist die Aussparung im Strebenteil so gestaltet, dass zumindest von einem Rand der Aussparung wenigstens ein Stützteil absteht. So ist es beispielsweise möglich, in einem Blech eine u-förmige Stanzung einzubringen und den zwischen den Rändern der Ausstanzung befindlichen Blechteil aus der Ebene des Bleches herauszu- - biegen. Auf diese Weise wird der Stützteil gebildet, der vom Strebenteil absteht und in vorteilhafter Weise einstückig mit ihm ausgebildet ist. Auf diese Weise kann das Strebenteil mit einem oder mehreren Stützteilen versehen werden, die zudem die Stabilität des Strebenteiles und damit auch des gesamten Axialventilators wesentlich erhöhen.

An einem Strebenteil können sowohl Aussparungen mit einem solchen quer abstehenden Stützteil als auch Aussparungen mit einem umlaufenden Rand vorgesehen sein.

Der erfindungsgemäße Axialventilator kann mehrere Strebenteile aufweisen, die in rotationssymmetrischer und/oder spiegelsymmetrischer Anordnung vorgesehen sein können. Auf diese Weise kann der Motor optimal am Gehäuse abgestützt werden.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann zur Aufnahme des Motors ein Topf vorgesehen sein, an dem das innen liegende Ende des Strebenteiles befestigt wird.

Dieser Topf kann je nach Gestaltung des Axialventilators und/oder des Motors zylindrisch bzw. rohrförmig oder auch eckig ausgebildet sein. Auch ist es möglich, den Topf u-förmig zu gestalten, so dass er keine umlaufende Wand aufweist. Der Motor lässt sich dann in dem u-förmigen Topf in geeigneter Weise montieren. Auch an einem so gestalteten Topf lassen sich die Strebenteile einfach montieren.

Der erfindungsgemäße Axialventilator nach Anspruch 8 ist so gestaltet, dass die Aufhängung des Motors durch Leitschaufeln gebildet wird, die sich in Strömungsrichtung der Luft hinter dem Laufrad befinden. Die Motoraufhängung hat damit die Funktion eines Nachleitrades, mit dem eine zusätzliche Wirkungsgraderhöhung erzielt wird. Dieser Axialventilator zeichnet sich durch einen sehr hohen Gesamtwirkungsgrad aus, weil die Ventilatorflügel - - an der Nabe des Laufrades ein Verhältnis von Sehnenlänge zu Blatthöhe im Bereich von etwa 0,5 bis etwa 0.65, vorzugsweise von etwa 0,57, haben. Die Leitschaufeln verlaufen vorteilhaft über ihre Höhe so gekrümmt, dass der Strömungswiderstand minimal ist. In Verbindung mit dem Verhältnis von Sehnenlänge zu Blatthöhe kann der Axialventilator mit einem sehr hohen Wirkungsgrad bei minimalem Strömungswiderstand ausgebildet werden.

Die Leitschaufeln erstrecken sich in vorteilhafter Weise von einem Innenrohr des Axialventilators aus. Dieses Innenrohr liegt koaxial zum Gehäuse und wird durch die Leitschaufeln mit ihm verbunden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist im Innenrohr ein Befestigungsflansch für den Motor vorgesehen. Er kann teilweise in das Innenrohr eingesetzt und am Befestigungsflansch befestigt werden.

Um einen hohen Wirkungsgrad zu erreichen, ist es von Vorteil, wenn die Ventilatorflügel gewunden ausgebildet sind.

Es ist von Vorteil, wenn die Ventilatorflügel um eine quer zur Drehachse des Laufrades liegende Achse einstellbar sind. Dadurch lässt sich der Stufenwinkel der Ventilatorflügel zur Verbesserung des Wirkungsgrades einstellen.

Eine weitere Verbesserung des Gesamtwirkungsgrades ergibt sich in vorteilhafter Weise, wenn die Ventilatorflügel an ihrem freien Ende ein Verhältnis von Sehnenlänge zu Blatthöhe im Bereich von etwa 0,75 bis etwa 0,90, vorzugsweise von etwa 0,84, haben.

Vorteilhaft weist das Laufrad ein Nabenverhältnis von etwa 0,2 bis etwa 0,6, vorzugsweise von etwa 0,45, auf. Auch dieses Nabenverhältnis, insbesondere in Verbindung mit den Verhältnissen von Sehnenlänge zu Blatthöhe der Ventilatorflügel, trägt zum hohen Gesamtwirkungsgrad des Axialventilators bei. - -

Eine vorteilhafte Ausführung ergibt sich, wenn die Hinterkante der Ventilatorflügel bionisch geformt ist. Eine solche Ausbildung trägt zu einem hervorragenden Gesamtwirkungsgrad des Axialventilators bei. Es kann auf diese Weise im Vergleich zu bekannten Axialventilatoren ein Gesamtwirkungsgrad erreicht werden, der um etwa 20% höher liegt als der Gesamtwirkungsgrad bei bekannten Axialventilatoren. Die bionische Formung der Hinterkante der Ventilatorflügel führt außerdem zu einer nur geringen Lärmemission, so dass der erfindungsgemäße Axialventilator außer seinem hohen Gesamtwirkungsgrad auch nur eine geringe Lärmentwicklung zeigt.

Eine vorteilhafte Ausbildung ergibt sich, wenn die Hinterkante der Ventilatorflügel zumindest über einen Teil ihrer Länge Wellenform oder gezackte Form aufweist. Durch geeignete Gestaltung der Profilierung der Hinterkante kann somit Einfluss auf die Lärmemission genommen werden.

Vorteilhaft verläuft die Hinterkante der Ventilatorflügel konvex gekrümmt und die Vorderkante sichelförmig.

Der erfindungsgemäße Axialventilator nach Anspruch 20 zeichnet sich dadurch aus, dass für die Ventilatorflügel im Wesentlichen gleiche Flügelrohlinge eingesetzt werden. Sie werden durch Beschneiden auf den jeweiligen Außendurchmesser gebracht und/oder mit einer Kontur versehen. Die Flügelrohlinge werden somit nicht nur auf einen Zylinderschnitt beschnitten, sondern ihnen kann auch eine spezielle Kontur gegeben werden, die auf den jeweiligen Außendurchmesser und den jeweiligen Staffelwinkel der Ventilatorflügel abgestimmt ist. Dadurch entsteht eine sehr hohe Flexibilität

Bei einer weiteren Ausführungsform können unterschiedliche Außendurchmesser auch dadurch erreicht werden, dass im Wesentlichen identische Flügelrohlinge eingesetzt werden, die auf Nabenkörpern entsprechend unterschiedlichen Durchmessers angebracht werden. - -

Es ist besonders von Vorteil, wenn Flügelrohlinge verwendet werden, die bereits mit einem Wingletrohling versehen sind. Aus ihm lässt sich das für den jeweiligen Axialventilator optimale Winglet herstellen.

Der Anmeldungsgegenstand ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch durch alle in den Zeichnungen und der Beschreibung offenbarten Angaben und Merkmale. Sie werden, auch wenn sie nicht Gegenstand der Ansprüche sind, als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.

Die Erfindung wird anhand zweier in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Axialventilators,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Axialventilators gemäß Fig. 1 ,

Fig. 3

und

Fig. 4 in Darstellungen entsprechend den Fig. 1 und 2 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Axialventilators,

Fig. 5

und

Fig. 6 jeweils in perspektivischen Darstellungen weitere Ausführungsformen von Strebenteilen des erfindungsgemäßen Axialventilators,

Fig. 7

und - -

Fig. 8 in perspektivischer Darstellung unterschiedliche Ausbildungen von

Aufnahmen für den Motor des erfindungsgemäßen Axialventilators,

Fig. 9 im Querschnitt verschiedene Ausgestaltungen von Aussparungen in den Strebenteilen des erfindungsgemäßen Axialventilators begrenzenden Schenkeln,

Fig. 10 verschiedene Ausführungsbeispiele von Flügelrohlingen zur Herstellung der Ventilatorflügel des erfindungsgemäßen Axialventilators und daraus gefertigten Ventilatorflügeln des erfindungsgemäßen Axialventilators mit Wingletkonturen.

Die Axialventilatoren gemäß den Fig. 1 bis 4 zeichnen sich durch einen hohen Wirkungsgrad sowie eine strömungsoptimierte Motoraufhängung aus, die wesentlich zum hohen Wirkungsgrad beiträgt. Der Axialventilator weist ein strömungstechnisch optimiertes Laufrad mit einer noch zu beschreibenden speziellen Geometrie und einen hohen Laufradwirkungsgrad auf. Für den Axialventilator werden Antriebsmotoren mit hohem Motorwirkungsgrad eingesetzt, beispielsweise Drehstrom-Innenläufermotoren oder elektronisch kommutierte Außenläufermotoren. Außerdem zeichnen sich die Axialventilatoren gemäß den Fig. 1 bis 4 durch strömungsoptimierte Motoraufhängungen aus.

Der Axialventilator gemäß den Fig. 1 und 2 hat einen Motor 1 , der im Ausführungsbeispiel ein Innenläufermotor ist. Er ist über eine Aufhängung 2 an einem den Motor 1 mit radialem Abstand umgebenden zylindrischen Gehäuse 3 gehalten. Es bildet ein äußeres Rohr des Ventilators und ist koaxial zum Motor 1 angeordnet. Wie Fig. 2 zeigt, ist der Motor 1 so angeordnet, dass er nicht axial über das Gehäuse 3 ragt.

Die Aufhängung 2, welche vorteilhaft aus Blechteilen gebildet ist, ist an der Innenseite des Gehäuses 3 und an der Außenseite des Motors 1 befestigt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Aufhängung 2 aus drei Strebenteilen 4 bis 6 sowie einem Befestigungsteil 8. Die Strebenteile 4 und 5 sind spiegelsymmetrisch zueinander ausgebildet und jeweils mit einer über einen großen Teil ihrer Länge sich erstreckenden Aussparung 7 versehen. Die Strebenteile 4 und 5 gehen über den motorseitigen Befestigungsteil 8 einteilig ineinander über, über den die Strebenteile 4, 5 auf einem Befestigungsblock 9 befestigt sind. Der Befestigungsblock 9 ist an der Außenseite des Motors 1 vorgesehen und hat eine ebene Anlagefläche für den ebenen Befestigungsteil 8. Bei der beispielhaften Ausführungsform liegt der Befestigungsblock 9 mit Abstand zu einer zu seiner Auflagefläche parallel verlaufenden Axialebene des Motors 1 .

Das Befestigungsteil 8 erstreckt sich quer zur Achse des Motors 1 geringfügig über den Befestigungsblock 9 (Fig. 1 ) und geht dann jeweils unter einem stumpfen Winkel in die die Aussparung 7 aufweisenden Strebenteile 4, 5 über, deren freies Ende 1 1 so abgewinkelt ist, dass es an der Innenwand des Gehäuses 3 anliegend befestigt werden kann. Die Strebenteile 4, 5 weisen infolge der Aussparung 7 zwei Schenkel 12, 13 auf, die in einer Ebene liegen. Die Schenkel 12, 13 verlaufen in Richtung auf das freie Ende 1 1 konvergierend. Die Aussparungen 7 erstrecken sich nicht bis zu den Enden der Strebenteile 4, 5, so dass die Strebenteile 4, 5 an ihren Enden massiv ausgebildet sind und dadurch eine ausreichende Festigkeit im Bereich der Befestigung am Motor 1 sowie am Gehäuse 3 aufweisen.

Die Schenkel 12, 13 haben vorteilhaft eine Breite, die etwa dem 3- bis 15fachen der Blechstärke, vorzugsweise dem 5fachen der Blechstärke entspricht. Dadurch ergibt sich eine optimale Festigkeit der Aufhängung bei minimalem Strömungswiderstand.

Das Stützteil 6 ist etwa U-förmig ausgebildet und hat zwei in Richtung auf das Gehäuse 3 konvergierend verlaufende Schenkel 14, 15, die durch ein kurzes Querstück 16 ineinander übergehen. Das Querstück 16 liegt an der Innenwand des Gehäuses 3 an und ist an ihm in geeigneter Weise befestigt, - - beispielsweise mit wenigstens einer Schraube 17. Das Querstück 16 kann an der Innenwand des Gehäuses 3 auch angeschweißt sein.

Die freien Enden 18, 19 der Schenkel 14, 15 sind entgegengesetzt zueinander nach außen abgewinkelt. Wie sich aus Fig. 1 ergibt, liegen die freien Enden 18, 19 auf dem Befestigungsteil 8 der Strebenteile 4, 5 auf. Somit können der Befestigungsteil 8 und das Stützteil 6 gemeinsam am Befestigungsblock 9 des Motors 1 befestigt werden. Die Befestigung kann durch Schrauben 20, aber auch durch eine Verschweißung erfolgen.

Die Strebenteile 4 bis 6 werden jeweils aus Flachmaterial, vorzugsweise aus Blechteilen hergestellt, wobei das Blechteil für die Strebenteile 4 und 5 gebogen und zur Bildung der Aussparungen 7 gestanzt wird. Das Stützteil 6 wird in die beschriebene, etwa U-förmige Gestaltung gebogen. Die Blechteile sind, bezogen auf die Strömungsrichtung der Luft, etwa hochkant angeordnet, so dass sie der Strömung nur einen geringen Widerstand bieten. Die Schenkel 14, 15 liegen jeweils parallel zu einer Axialebene des Motors 1.

Das Stützteil 6 liegt mittig zwischen den beiden Strebenteilen 4, 5. Auf diese Weise ist der Motor 1 sicher am Gehäuse 3 aufgehängt. Die Strebenteile lassen sich aus den Blechteilen sehr einfach und kostengünstig fertigen. Der Strömungswiderstand der Strebenteile 4 bis 6 lässt sich durch die Wahl der Größe und/oder Gestaltung und/oder Lage der Aussparungen 7 der Strebenteile 4, 5 optimal an den Anwendungsfall anpassen. Auch kann der Winkel, unter dem die Strebenteile 4 bis 6 zueinander liegen, an die Strömungsverhältnisse angepasst werden. Im dargestellten Beispielsfall liegen die Strebenteile 4 und 6 bzw. 5 und 6 unter Winkeln >90° zueinander. Je nach erforderlichem Strömungswiderstand kann dieser Winkel zwischen den Strebenteilen verändert werden, beispielsweise 90°, weniger als 90° oder auch deutlich mehr als 90° betragen. Da die Schenkel 12, 13 der Strebenteile 4, 5 in Strömungsrichtung der Luft durch das Gehäuse 3 hintereinander angeordnet sind und sich die Schenkel 4, 15 mit ihrer breiten Abmessung in Strömungsrichtung der Luft erstrecken, ist der Strömungswiderstand der - -

Aufhängung 2 minimal.

Wie sich aus den Fig. 1 und 2 ergibt, erstrecken sich die Strebenteile 4 bis 6 vom Befestigungsblock 9 des Motors 1 aus schräg in Richtung auf das Einlassende 21 des Gehäuses 3. Die Befestigungspunkte der beiden Strebenteile 4, 5 am Gehäuse 3 liegen auf gleicher Höhe, während das Querstück 16 des Strebenteiles 6 größeren Abstand vom Einlassende 21 hat als die freien Enden 11 der Strebenteile 4, 5.

Auf der Motorwelle 22 (Fig. 2) sitzt drehfest ein Nabenkörper 23, von dem Ventilatorflügel 24 abstehen. Sie sind gewunden ausgebildet und haben einen profilierten Querschnitt. Je nach Größe des Axialventilators ist am Nabenkörper 23 eine unterschiedliche Zahl von Ventilatorflügeln 24 vorgesehen. Beispielsweise können 3 bis 15 Ventilatorflügel 24 vorgesehen sein, die über den Umfang des Nabenkörpers 23 gleichmäßig oder ungleichmäßig verteilt angeordnet sind. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, haben die Ventilatorflügel 24 ein Profil 25, das ähnlich dem Tragflächenprofil eines Flugzeuges ausgebildet ist.

Der Nabenkörper 23 und die an ihm befestigten Ventilatorflügel 24 bestehen vorteilhaft aus unterschiedlichen Materialien. So ist es von Vorteil, wenn der Nabenkörper 23 ein Aluminiumgussteil ist, das sich kostengünstig herstellen lässt und nur geringes Gewicht hat. Die Ventilatorflügel 24 bestehen vorteilhaft aus faserverstärktem Kunststoff, wodurch ebenfalls eine kostengünstige Fertigung möglich ist. Die Ventilatorflügel 24 haben dabei geringes Gewicht sowie eine hohe Festigkeit. Um den Stufenwinkel der Ventilatorflügel 24 einstellen zu können, sind die Ventilatorflügel 24 in bekannter Weise um quer, vorzugsweise senkrecht zur Drehachse des Laufrades 23, 24 liegende Achsen schwenkbar am Nabenkörper 23 vorgesehen.

Die Ventilatorflügel 24 haben eine konkav gekrümmte Vorderkante 26 und eine konvex gekrümmte Hinterkante 27. Um die Lärmemission beim Betrieb des Axialventilators zu minimieren, ist die Hinterkante 27 nach den Geset- zen der Bionik ausgebildet. So kann die Hinterkante 27 gewellt oder, wie im Ausführungsbeispiel, gezackt ausgebildet sein. Diese Profilierung der Hinterkante 27 ist vorteilhaft über die gesamte Länge vorgesehen.

Das Profil 25 des Ventilatorflügels 24 ist so ausgebildet, dass der Ventilatorflügel im Bereich der Hinterkante 27 im Wesentlichen spitz ausläuft, während das Profil 25 im Bereich der Vorderkante 26 gerundet ist. Diese Profilgestaltung ist vorteilhaft über die gesamte Länge des Ventilatorflügels 24 vorgesehen.

Die Ventilatorflügel 24 sind an ihrem radial außen liegenden Rand 28 mit einem Zylinderbeschnitt versehen, unabhängig vom jeweils gewählten Stufenwinkel. Dadurch liegen die Ränder 28, in Achsrichtung des Ventilators gesehen, auf einem gemeinsamen Zylindermantel, dessen Achse die Drehachse des Nabenkörpers 23 ist. Auf diese Weise kann der Luftspalt 29 zwischen dem Außenrand 28 der Ventilatorflügel 24 und der Innenwand des Gehäuses 3 so eingestellt werden, dass eine optimale Förderleistung bei minimaler Geräuschentwicklung erreicht wird. Der beschriebene Zylinderbeschnitt kann durch eine spanabhebende Nachbearbeitung am bereits zusammengebauten Laufrad 23, 24 durchgeführt werden, beispielsweise durch Abfräsen oder Absägen der Ventilatorflügel 24. Dadurch lässt sich die Luftspaltgeometrie einfach und zuverlässig optimieren. Auf diese Weise lässt sich der Luftspalt 29 sehr klein einstellen, so dass die Verlustströmung gering ist.

Bei einer (nicht dargestellten) Ausführungsform sind die Ventilatorflügel 24 am äußeren Rand 28 mit einem Winglet versehen. Durch sie kann die Luftströmung durch den Luftspalt 29 weiter reduziert werden, da sie zusammen mit einem schmalen Luftspalt 29 einen hohen Widerstand für die Verlustströmung um den äußeren Rand 28 bilden. Die Winglets können durch eine Nachbearbeitung der Ventilatorflügel 24 am äußeren Rand 28 erzeugt werden. Die Ventilatorflügel 24 werden hierzu derart spanabhebend bearbeitet, dass am Rand 28 das jeweilige Winglet entsteht. Diese spanabhebende Be- arbeitung wird so vorgenommen, dass von der Druck- zur Saugseite der Ventilatorflügel 24 ein gerundeter Übergang gebildet wird. Die Winglets können an der Saug- und/oder an der Druckseite der Ventilatorflügel 24 vorgesehen werden.

Der Motor 1 sowie das Laufrad 23, 24 liegen innerhalb des zylindrischen Gehäuses 3. Über die Aufhängung 2 wird der Motor 1 mit dem Laufrad 23, 24 zuverlässig am Gehäuse 3 gehalten. Die Aufhängung 2 bietet infolge der beschriebenen Ausbildung der Strebenteile 4 bis 6 nur einen minimalen Strömungswiderstand. In Verbindung mit der beschriebenen Gestaltung der Ventilatorflügel 24, die zu einem hohen Laufradwirkungsgrad führt, ergibt sich ein Axialventilator, der sich durch einen hohen Gesamtwirkungsgrad auszeichnet.

Zu dem hohen Gesamtwirkungsgrad trägt bei, dass das Nabenverhältnis D _a /D _n des Laufrades 23, 24 in einem Bereich von etwa 0,2 bis etwa 0,6, vorzugsweise bei etwa 0,45 liegt. D _a ist der Außendurchmesser des Laufrades und D _n der Nabendurchmesser.

Die Ventiiatorflügel 24 haben an der Nabe 23 ein Verhältnis von Sehnenlänge S zu Blatthöhe H im Bereich von etwa 0,5 bis etwa 0,65, vorzugsweise von etwa 0,57, und am freien Ende ein Verhältnis im Bereich von etwa 0,75 bis etwa 0,90, vorzugsweise von etwa 0,84.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 sind die Ventilatorflügel 24 in gleicher Weise ausgebildet und am Nabenkörper 23 angeordnet wie bei der vorigen Ausführungsform. Die Ventilatorflügel 24 sind vorteilhaft zur Einstellung des Stufenwinkels verstellbar mit dem Nabenkörper 23 verbunden. Die Ventilatorflügel 24 haben die profilierte Hinterkante 27 sowie das Profil 25, das entsprechend der vorigen Ausführungsform ausgebildet ist.

Die Aufhängung des Motors 1 wird durch Nachleitschaufeln 30 gebildet, die in Strömungsrichtung der geförderten Luft mit axialem Abstand hinter dem Laufrad 23, 24 vorgesehen sind. Die Nachleitschaufeln 30 bestehen vorteilhaft aus Blech, können aber auch aus entsprechend festem Kunststoff hergestellt sein. Die Nachleitschaufeln 30 erstrecken sich zwischen dem Gehäuse 3 sowie einem inneren Rohr 31 , das koaxial zum Gehäuse 3 angeordnet ist. Die Leitschaufeln 30 sind an der Innenseite des Gehäuses 3 sowie an der Außenseite des Rohres 31 in geeigneter Weise befestigt, beispielsweise verschweißt oder verschraubt. Die Zahl der Nachleitschaufeln 30 hängt von der Größe des Axialventilators ab. Beispielsweise können 3 bis 25 solcher Nachleitschaufeln vorgesehen sein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind 7 Nachleitschaufeln 30 vorhanden, die die Motoraufhängung bilden.

Innerhalb des Rohres 31 ist ein Ringflansch 32 befestigt, der als flache Ringscheibe ausgebildet ist und an dem der Motor 1 befestigt werden kann. Das Rohr 31 ist am motorseitigen Ende offen, so dass der Motor 1 zur Befestigung auf dem Ringflansch 32 in das Rohr 31 eingesetzt werden kann. Der Motor 31 ist vorteilhaft mit einem Gegenflansch versehen, der auf dem Ringflansch 32 zur Auflage kommt und in geeigneter Weise mit ihm verbunden wird, vorzugsweise durch Schrauben. Der Motor 1 kann beispielsweise ein Flanschmotor oder ein EC-Außenläufermotor sein, auf dessen Motorwelle das Laufrad 23, 24 drehfest befestigt ist.

Die Nachleitschaufeln 30 sind über ihre Breite vorteilhaft stetig gekrümmt. Die Krümmung ist so gewählt, dass ein guter Wirkungsgrad erzielt wird. In Verbindung mit der anhand der Fig. 1 und 2 beschriebenen Gestaltung des Laufrades 23, 24 ergibt sich ein hoher Gesamtwirkungsgrad, wobei die Geräuschentwicklung im Betrieb minimal ist.

Wenn die Nachleitschaufeln 30 aus Blech bestehen, können sie in kostengünstiger Weise im Wesentlichen durch Ausschneiden und Aufrollen gefertigt werden. Um eine gute Kühlung des Motors 1 zu erreichen, ist das Rohr 31 in Höhe des Ringflansches 32 mit über seinen Umfang verteilt angeordneten Aussparungen 33 versehen.

Das Laufrad 23, 24 ist im Übrigen gleich ausgebildet wie das Laufrad der vorigen Ausführungsform, so dass auf die Beschreibung bezüglich dieser Ausführungsform verwiesen werden kann.

Die beschriebenen Axialventilatoren können in unterschiedlichsten Baugrößen gefertigt werden. Beispielhaft kann der Innendurchmesser des Gehäuses 3 in einem Bereich von etwa 200 mm bis etwa 1.800 mm liegen.

Wenn die Ventilatorflügel 24 in bevorzugter Weise aus dem beschriebenen Kunststoff bestehen, besteht die Möglichkeit, für die unterschiedlichen Baugrößen des Ventilators zur Herstellung der Ventilatorflügel 24 nur eine einzige Spritzgussform zu verwenden. Sie ist auf die größte Länge der Ventilatorflügel 24 abgestimmt. Werden kürzere Ventilatorflügel 24 benötigt, werden sie auf die erforderliche Länge abgetrennt. Dasselbe gilt auch für Ventilatorflügel 24, die aus Metallguss hergestellt sind.

Fig. 5 zeigt die beiden Strebenteile 4, 5, die über den Befestigungsteil 8 miteinander verbunden sind. Die Strebenteile 4, 5 haben jeweils eine Aussparung 7. Im Unterschied zu den vorigen Ausführungsformen haben diese Aussparungen keinen umlaufenden Rand. Vielmehr ist an dem zum Befestigungsteil 8 benachbarten Rand quer ein Stützteil 34, 35 herausgebogen, die jeweils mit einer Aussparung 7 ^' versehen sind. Die Stützteile 34, 35 sowie die die Aussparungen 7 enthaltenden Teile der Strebenteile 4, 5 erstrecken sich schräg zueinander, so dass sie mit dem ebenen Befestigungsteil 8 jeweils einen Winkel einschließen. Die freien Enden 36, 37 der Stützteile 34, 35 sind in gleicher Richtung abgewinkelt wie die freien Enden 1 1 der Strebenteile 4, 5. Die Abwinkelung 11 , 36, 37 ist so gewählt, dass die Strebenteile 4, 5 und die Stützteile 34, 35 an der Innenwand des Gehäuses 3 anliegend zuverlässig befestigt werden können. Die Abwinkelungen weisen im Ausführungsbeispiel zwei Durchgangsöffnungen für Befestigungsschrauben oder dgl. auf.

Die Abwinkelungen 36, 37 können auch in eine andere Richtung weisen als die Abwinkelungen 1 1 der Strebenteile 4, 5.

Die Aussparungen 7 ^' werden ebenfalls durch zwei Schenkel 38, 39; 40, 41 begrenzt, die in Richtung auf das freie Ende 36, 37 konvergierend verlaufen. Die Aussparungen 7 ^' enden mit Abstand sowohl vom Befestigungsteil 8 als auch von den freien Enden 36, 37.

Es sind auch ähnliche Ausführungsformen denkbar, welche keine zusätzliche Aussparung 7' haben.

Die Stützteile 34, 35 werden dadurch hergestellt, dass in die Strebenteile 4,5 eine etwa u-förmige Einstanzung so vorgenommen wird, dass die Stützteile 34, 35 in die in Fig. 5 dargestellte Lage herausgebogen werden können.

Die Strebenteile 4, 5, der Befestigungsteil 8 sowie die Stützteile 34, 35 sind vorteilhaft einstückig miteinander ausgebildet und bestehen aus Blechmaterial. Dadurch ist eine einfache und kostengünstige Fertigung möglich. Aufgrund der im Vergleich zu den vorigen Ausführungsbeispielen zusätzlichen Stützelemente 34, 35 erhöht sich die Stabilität der Aufhängung erheblich. Zudem ist eine noch sicherere Befestigung des Motors 1 am Gehäuse 3 gewährleistet. Die Strebenteile 4, 5, der Befestigungsteil 8 und die Stützteile 34, 35 lassen sich einfach montieren und demontieren, beispielsweise mittels Schrauben oder Nieten. Diese Teile müssen nicht geschweißt werden, so dass ein aufwendiger Schweißvorgang eingespart werden kann.

Die Aussparungen 7, 7 ^' können im Hinblick auf ihre Größe und/oder Gestalt und/oder Lage so vorgesehen werden, dass der Strömungswiderstand für die Luft minimal wird. Da die Aufhängung in der beschriebenen Weise aus Flachmaterial besteht und die Aussparungen 7, 7 ^' aufweist, hat die Aufhängung trotz der hohen Stabilität nur geringes Gewicht.

Fig. 6 zeigt eine weitere Möglichkeit der Gestaltung der Aufhängung. Die beiden Strebenteile 4, 5 sind gleich ausgebildet wie beim vorigen Ausführungsbeispiel. Der Befestigungsteil 8 weist beispielhaft in halber Länge eine herausgebogene Zunge 42 auf, deren freies Ende beispielhaft mit einer Durchtrittsöffnung für eine Befestigungsschraube oder dgl. versehen ist. Das freie Ende ist abgewinkelt, so dass es an der erforderlichen Stelle innerhalb des Axialventilators montiert werden kann.

Auf Grund der herausgebogenen Zunge 42 weist der Befestigungsteil eine Aussparung 7 ^" auf. Die beiden Strebenteile 4, 5 erstrecken sich wie bei den vorigen Ausführungsbeispielen vom Befestigungsteil 8 aus divergierend über die gleiche Seite des Befestigungsteils. Die Zunge 42 erstreckt sich schräg über die andere Seite des Befestigungsteiles 8.

Die Fig. 5 und 6 zeigen lediglich Ausführungsbeispiele für die Gestaltung der Strebenteile mit den Aussparungen. Diese Ausführungsbeispiele sind nicht beschränkend zu verstehen.

Fig. 7 zeigt schematisch, dass das Gehäuse 3 über mehrere Strebenteile 43 mit einem Topf 44 verbunden werden kann, in dem der Motor 1 untergebracht wird. Der Topf 44 ist zylindrisch ausgebildet und liegt koaxial zum Gehäuse 3. Die Streben 43 sind untereinander gleich ausgebildet und haben jeweils die Aussparung 7, die durch die Schenkel 12, 13 begrenzt wird und die radial nach außen konvergierend verlaufen. Das radial äußere und das radial innere Ende 1 1 , 16 sind so abgewinkelt, dass die Strebenteile 43 an der Innenwand des Gehäuses 3 und der Außenwand des Topfes 44 befestigt werden können. Die Strebenteile 43 sind wie bei den vorigen Ausführungsbeispielen hochkant angeordnet.

Wie Fig. 8 beispielhaft zeigt, kann der Topf 44 auch u-förmig gestaltet sein. - -

Die Strebenteile 43 sind an den parallel zueinander liegenden Schenkeln 45, 46 des Topfes 44 befestigt. Die Strebenteiie 43 sind gleich ausgebildet wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7. Ihr radial äußeres Ende 1 1 ist an der Innenseite des Gehäuses 3 und ihr radial inneres Ende 16 an den voneinander abgewandten Außenseiten der Schenkel 45, 46 des Topfes 44 befestigt. Der (nicht dargestellte) Motor 1 wird vom u-förmigen Topf 44 getragen.

Der Topf 44 kann darüber hinaus auch eckigen Umriss haben und - wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 - den Motor vollständig umgeben.

Wie sich aus den Fig. 7 und 8 ergibt, sind die Strebenteile 43 vorteilhaft rotationssymmetrisch und/oder spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet.

Fig. 9 zeigt verschiedene mögliche Gestaltungen der Querschnitte der Schenkel 12, 13, 38 bis 41 der Strebenteile 4, 5, 34, 35, 43. Durch Schrägschneiden und Runden oder Fasen der Schnittkanten kann die Aussparung 7 so gestaltet werden, dass die Geräuschentwicklung minimal ist.

In Fig. 9a ist ein rechteckiger Querschnitt gezeigt, wie er sich beim Ausstanzen oder Laserschneiden zunächst ergibt. Die Schnittkanten sind scharfkantig, und die Schnittflächen liegen etwa senkrecht zu den Oberflächen des Flachmaterials.

Beim Querschnitt der Fig. 9d sind alle Kanten mit einer Rundung versehen. Dies kann zu einer erheblichen Reduktion der Lärmentwicklung führen, da die scharfe Kante gebrochen ist. Es kann auch nur ein Teil der Kanten des Querschnitts mit einer Rundung versehen sein.

Bei einer Ausführungsform mit einem Querschnitt entsprechend Fig. 9b wird ein ähnlicher Effekt erreicht wie bei der Ausführungsform nach Fig. 9d. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 9b wird die Kante mit einer Fase versehen. Bei der Ausführungsform nach Fig. 9e werden akustische und aerodynamische Vorteile dadurch erreicht, dass der Schnitt nicht senkrecht zur Oberfläche des Flachmaterials, sondern schräg dazu angebracht wird. Die Ausrichtung der Schnittfläche kann besser an die Strömungsrichtung angepasst werden als bei einem senkrecht zur Oberfläche des Flachmaterials angebrachten Schnitt.

Bei besonders vorteilhaften Ausführungsformen gemäß den Fig. 9c und 9f sind die Gestaltungsmöglichkeiten des Schrägschneidens entsprechend Fig. 9e und des Rundens bzw. Anbringens einer Fase kombiniert, um optimale akustische Eigenschaften zu erhalten.

In Verbindung mit der jeweiligen Gestaltung der Aussparungen können auch die Querschnitte der die Aussparungen begrenzenden Schenkel der Streben- sowie Stützteile so optimiert werden, dass der Strömungswiderstand sowie die Geräuschentwicklung minimal sind. Die Aussparungen sowie die Schenkel lassen sich so aufeinander abstimmen, dass je nach Einsatzfall des Axialventilators optimal niedrige Strömungswiderstände und Geräuschwerte erreicht werden. In Verbindung mit dem beschriebenen Verhältnis der Breite zur Dicke der die Aussparung begrenzenden Schenkel des Strebenteiles sowie des jeweiligen Stützteiles im Bereich von etwa 3 bis etwa 15 ergibt sich somit bei einer optimalen Festigkeit der Aufhängung ein minimaler Strömungswiderstand und eine minimale Geräuschentwicklung .

Wie schon beschrieben, ist es vorteilhaft möglich, den Stufenwinkel der Ventilatorflügel 24 einzustellen, indem diese entsprechend einstellbar am Nabenkörper 23 vorgesehen werden.

Zusätzlich hierzu oder auch anstelle dieser einstellbaren Flügel können bei einer vorteilhaften Ausbildung unterschiedliche Außendurchmesser aus im Wesentlichen identischen Rohlingen realisiert werden, indem die Rohlinge auf verschiedene Außendurchmesser beschnitten werden. Bei diesen Rohlingen kann es sich um Gußteile handeln, die zunächst im Wesentlichen identisch gefertigt werden und an den jeweils gewünschten Außendurch- messer angepasst werden.

Es ist zusätzlich oder alternativ möglich, verschiedene Außendurchmesser der Ventilatorflügel 24 dadurch zu realisieren, dass im Wesentlichen identische Einzelflügelrohlinge auf Nabenkörper mit unterschiedlichen Durchmessern montiert und, falls notwendig, am Außendurchmesser beschnitten oder nachbearbeitet werden.

Sollen die Ventilatorflügel 24 am radial äußeren Rand 28 mit einem Winglet versehen sein, dann können diese ebenfalls aus den Rohlingen gefertigt werden. Die Winglets selbst können noch nicht im Werkzeug vorgesehen werden, da ihre Geometrie bzw. ihre Lage vom Außendurchmesser des Laufrades sowie dem Staffelwinkel abhängt. Es ist daher vorteilhaft, die Flügelrohlinge nicht nur, wie oben beschrieben, mit einem Zylinderschnitt zu beschneiden, sondern ihnen, insbesondere durch spanabhebende Bearbeitung bzw. bei Kunststoffen evt. durch eine Thermoverformung, noch eine spezielle Kontur zu geben, die auf den jeweiligen Außendurchmesser und den jeweiligen Staffelwinkel abgestimmt sein kann. Dadurch entsteht eine sehr hohe Flexibilität bei der Konstruktion bzw. Montage des jeweiligen Ventilators. Für jeden Außendurchmesser und Staffelwinkel sind somit optimale akustische Eigenschaften der Flügelblätter und somit des Ventilators erreichbar.

Die Fig. 10a und 10d zeigen beispielhaft Möglichkeiten, wie ein Einzelrohling für den Ventilatorflügel, in einem Schnitt etwa senkrecht zur Fläche der Flügelsaug- oder -druckseite betrachtet, gestaltet sein kann. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 10a hat der Rohling 24 Rechteckform mit parallel zueinander liegenden Längsseiten und einer rechtwinklig hierzu verlaufenden Schmalseite 47. Diese Form ergibt sich insbesondere dann, wenn bei der Gestaltung des ursprünglichen Flügelgusswerkzeuges die Ausgestaltung eines Winglets noch nicht vorgesehen war. Beim Ausführungsbeispiel eines Flügelrohlings nach Fig. 10d ist im Flügelspitzenbereich bereits eine Aufdickung beziehungsweise eine Materialanhäufung 48 (Wingletrohling) vorgesehen, aus der später das endgültige, an den tatsächlichen Staffelwinkel und Außendurchmesser angepasste Winglet gestaltet wird. Der Wingletrohling 48 hat in diesem Ausführungsbeispiel rechteckigen Querschnitt, kann aber im Prinzip beliebigen Querschnitt haben.

In den Fig. 10b und 10c sind schematisch zwei Ausführungsformen von Winglets dargestellt, die durch Nachbearbeiten eines Rohlings entsprechend Fig. 10a entstanden sind. Die Ausführungsform nach Fig. 10c hat im Querschnitt eine geradlinige Kontur des Winglets im Gegensatz zur Ausführungsform nach Fig. 10b, welche eine gerundete Kontur aufweist. Beide Winglets sind jedoch aus dem gleichen Flügelrohling fertigbar. Es sind auch beliebige andere Formen denkbar, solange sie aus einem Flügelrohling, wie hier dem Rohling nach Fig. 10a, fertigbar sind. Der Erfindungsgedanke besteht insbesondere darin, Winglets optimal angepasst an beliebige Außendurchmesser und bei beliebigen Staffelwinkeln in einem nachträglichen Arbeitsschritt aus einem Rohling zu fertigen. Es können auch aus einem Rohling Winglets unterschiedlicher Kontur gefertigt werden, die optimal an die jeweiligen Strömungsverhältnisse angepasst sind.

In den Fig. 10e und 10f sind, analog zur vorhergehenden Beschreibung der Fig. 10b und 10c, Winglets im Querschnitt gezeigt, die aus einem Rohling nach Fig. 10d gestaltet wurden. In Fig. 10f ist ein Ventilatorflügel mit kleinerer Länge (kleinerem Außendurchmesser), aber ähnlicher Wingletkontur wie der Ventilatorflügel nach Fig. 10e angedeutet. Beide Ventilatorflügel sind aus demselben Rohling fertigbar.

Die Aufdickung 48 im Rohling nach Fig. 19d hat den Vorteil, dass mehr Gestaltungsmöglichkeiten für das Winglet gegeben sind. Um diese zusätzlichen Gestaltungsmöglichkeiten zu erreichen, ist allerdings eine Aufdickung 48 von vorn herein im Gusswerkzeug des Flügels vorgesehen. Die Gestaltung des Verlaufs der Wingletkontur in Flügellängsrichtung kann beliebig sein. Entscheidend ist nur, dass alle zu realisierenden Winglets entsprechend der zu realisierenden Außendurchmesser und Staffelwinkel geometrisch innerhalb der Kontur des zugehörigen Rohlings liegen. Die Winglets werden in einem zusätzlichen Arbeitsschritt nach dem Guss der Rohlinge angebracht.

Die beschriebene Gestaltung der Rohlinge für den Ventilatorflügel und die Winglets ist unabhängig davon, ob die Ventilatoren die anhand der Fig. 1 bis 9 beschriebene Aufhängung oder die speziellen Verhältnisse der beschriebenen Ventilatorflügelgeometrien aufweisen. Durch den Einsatz der Rohlinge können die Ventilatorflügel (mit und ohne Winglet) optimal an den jeweiligen Ventilator, insbesondere auch auf den jeweiligen Außendurchmesser des Laufrades und auf den Staffelwinkel abgestimmt werden, so dass in einfacher Weise aus den Rohlingen die optimale Gestaltung des jeweiligen Ventilators erreicht werden kann.

Darüber hinaus ist es möglich, dass die Flügelrohlinge bereits mit einem Wingletrohling versehen sind, der dann optimal an den jeweiligen Einsatzfall durch entsprechende Bearbeitung angepasst werden kann. Die Wingletform des Rohlings kann grundsätzlich beliebig sein.