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Die
Erfindung betrifft ein Laufrad, insbesondere ein Kunststofflaufrad
für ein
Trommelläufer-Radialgebläse für die Heizung
und Klimatisierung eines Kraftfahrzeugs, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
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Trommelläufer-Radialgebläse, die
für die Förderung
der Luft bei Kraftfahrzeug-Heizungen oder Kraftfahrzeug-Klimaanlagen
verwendet werden, sollen häufig
auf einem möglichst
niedrigen Drehzahlniveau betrieben werden. Dabei sollen die Zuströmverhältnisse
zu einem nachfolgenden Wärmeübertrager möglichst
günstig
sein, wobei der vorhandene Bauraum, der in der Regel sehr beengt
ist, möglichst
flexibel genutzt werden soll. Auf Grund der Rahmenbedingungen werden
hierbei in der Regel axial erweiterte Spiralgehäuse und Laufräder mit
statischer Druckerzeugung im Schaufelkanal verwendet. Dabei sind
die Beschaufelungen rückwärtsgekrümmt, radial endend
oder leicht vorwärtsgekrümmt und
ohne oder mit leichter Profilierung ausgeführt. Die Strömung im Schaufelkanal
löst hierbei
ab und bleibt bis zum Schaufelkanalende abgelöst. Bedingt durch diese Art der
Beschaufelung sind je nach Betriebspunkt und Art der Beschaufelung
sehr hohe bis hohe Drehzahlen notwendig. Aus akustischen Gründen werden
bei Kraftfahrzeug-Heizungen oder Kraftfahrzeug-Klimaanlagen in der
Regel keine rückwärtsgekrümmten Beschaufelungen
verwendet.
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Radialgebläse, die
ein niedriges Drehzahlniveau ermöglichen,
haben eine vorwärtsgekrümmte Beschaufelung
und erreichen vergleichbare Betriebspunkte bei deutlich niedrigeren
Drehzahlen. In der vorwärtsgekrümmten Beschaufelung
wird die Strömung
stark umgelenkt und beschleunigt. Diese kinetische Energie wird
in ideal ausgestalteten, parallelwandigen Spiralgehäusen verzögert und
in statischen Druck umgewandelt. Am Schaufelkanaleintritt kommt
es zu Strömungsablösungen,
am Schaufelkanalende liegt die Strömung wieder an. Axial erweiterte
Spiralgehäuse,
die für
die Wärmeübertragerbeaufschlagung
günstig
sind und radial enger bauen, sind bei diesen Gebläsen mit
vorwärtsgekrümmten Beschaufelungen
in der Regel nicht sinnvoll, da es zu Wirkungsgradverlusten kommt.
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Um
ein Trommelläufer-Radialgebläse, das für die Förderung
der Luft beispielsweise bei Kraftfahrzeug-Heizungen oder Kraftfahrzeug-Klimaanlagen
verwendet wird, auch bei möglichst
niedrigen Drehzahlen betreiben zu können, sind Trommelläufer-Radialgebläse bekannt,
die eine vorwärtsgekrümmte Beschaufelung
aufweisen. Dabei ist die Beschaufelung nicht oder nur leicht profiliert.
Die Schaufeln sind üblicherweise
massiv gespritzt (vgl. linker Teil von 5, in dem der Strömungsverlauf in einem Schaufelkanal
bei einem herkömmlichen,
unprofilierten Laufrad dargestellt ist, wobei auf der Saugseite der
Schaufeln eine Wirbelbildung zu erkennen ist).
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Auf
Grund der Strömungsablösungen im Schaufelkanal
ist jedoch eine Profilierung der Schaufeln sinnvoll. Bei der Herstellung
von Laufrädern
aus Kunststoff kommt es beim Spritzgießen relativ stark profilierter
Laufräder
mit relativ dicken Wandungen zu Verzug und Schwund.
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Es
ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Laufrad zur Verfügung zu
stellen, das mittels Spritzgießen ohne
die oben genannten Probleme herstellbar ist.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch ein Laufrad mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen
sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß ist ein
Laufrad vorgesehen, insbesondere ein Kunststofflaufrad für ein Trommelläufer-Radialgebläse für die Heizung
und Klimatisierung eines Kraftfahrzeugs, das eine Mehrzahl von Schaufeln
aufweist, wobei die Schaufeln durch eine tragende, vorzugsweise
massive, Struktur gebildet werden, auf die zumindest bereichsweise
eine Weichkomponente aufgespritzt oder in die zumindest bereichsweise
eine Weichkomponente eingespritzt ist. Hierbei handelt es sich bevorzugt
bei der tragenden Struktur um einen ersten Kunststoff, der eine ausreichende
Festigkeit aufweist, und bei der Weichkomponente um einen zweiten
Kunststoff, der weicher ist. Beim zweiten Kunststoff handelt es
sich bevorzugt um einen aufgeschäumten
Kunststoff.
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Die
maximale Wandstärke
der tragenden Struktur im Bereich der Schaufeln beträgt vorzugsweise
3 mm. Bei einer derartigen Beschränkung der Wandstärke können sicher
Verzug und Schwund vermieden werden, durch eine entsprechende Materialwahl
des die Struktur bildenden Materials kann jedoch eine ausreichende
Festigkeit des Laufrads sichergestellt werden. Zudem kann durch
eine entsprechende Materialwahl der Weichkomponente das Gewicht
des Laufrads verringert werden, so dass das Gebläse insgesamt leichter ist.
Ferner wirkt die Weichkomponente akustisch absorbierend, so dass das
Gebläse
etwas leiser als entsprechende Gebläse ohne Weichkomponente ist.
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Die
Weichkomponente bildet vorzugsweise zumindest bereichsweise das
Profil der Schaufel, insbesondere im stark profilierten Teil. Besonders
bevorzugt ist sowohl auf der Saug- als auch Druckseite eine Weichkomponentenschicht
vorgesehen, die Enden der Schaufeln sind bevorzugt weichkomponentenfrei,
wodurch die Weichkomponente zusätzlich
vor Beschädigungen
bei der Montage geschützt
wird.
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Gemäß einer
gewichtseinsparenden Ausführungsform
sind die Schaufeln bevorzugt zumindest bereichsweise als Hohlprofil
ausgebildet. Dabei können
zur Erhöhung
der Steifigkeit Stege in den Hohlprofilen ausgebildet sein. Diese
sind bevorzugt einseitig geschlossen. Im Falle eines zargenseitigen Verschlusses
der Hohlprofile werden die Schaufeln bevorzugt zargenseitig konisch
verjüngt.
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Die
Schaufeln sind bevorzugt auf der Laufrad-Nabenseite motorseitig
zylindrisch und zargenseitig konisch ausgebildet, wobei sie sich
in Zargenrichtung verjüngen.
Dies stellt sicher, dass trotz der starken Profilierung in Verbindung
mit der Überdeckung
durch die Zarge ein ausreichender Ansaugquerschnitt zur Verfügung steht
und es nicht zu einer Versperrung des Ansaugquerschnitts kommt.
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Der
Strömungskanal
zwischen zwei Schaufeln ist bevorzugt einströmseitig konvergent und ausströmseitig
divergent ausgebildet, jedoch sind auch andere Ausgestaltungen möglich. Die
konvergent-divergente Ausgestaltung des Laufrads ermöglicht im Schaufelkanal
einen im Wesentlichen ablösungsfreien
Betrieb. Dabei wird durch die starke Wölbung und ausreichende Dicke
des Schaufelprofils im konvergenten Bereich die Strömung im
entsprechenden Kanalteil beschleunigt und in Drehrichtung des Laufrads umgelenkt.
Im anschließenden,
nahezu geraden, divergenten Kanalteil wird die Strömung verzögert, wobei
der statische Druck erhöht
wird.
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Das
Schaufelkanallängenverhältnis bei
einer einströmseitig
konvergenten und ausströmseitig
divergenten Ausgestaltung des Strömungskanals beträgt bevorzugt
zwischen 0,1 und 0,9, insbesondere zwischen 0,15 und 0,7, besonders
bevorzugt zwischen 0,2 und 0,6. Hierbei beträgt die Kanalverjüngung im
konvergenten Teil des Schaufelkanals bevorzugt zwischen 0,030 und
0,2, insbesondere zwischen 0,04 und 0,07, besonders bevorzugt zwischen 0,05
und 0,06. Die Kanalerweiterung im divergenten Teil des Schaufelkanals
beträgt
bevorzugt zwischen 0,05 und 0,17, insbesondere zwischen 0,09 und
0,15, besonders bevorzugt zwischen 0,1 und 0,14.
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Die
Schaufeln des Laufrads sind bevorzugt stark profiliert ausgebildet.
Als stark profilier werden insbesondere Schaufeln angesehen, bei
denen das Verhältnis
von Profildicke zu Profilgesamtlänge
größer als
0,15, insbesondere größer als
0,2 ist. Dabei betragen vorzugsweise der druckseitige Eintrittswinkel
zwischen 30° und
90°, besonders
bevorzugt zwischen 35° und
80°, und
der saugseitige Eintrittswinkel zwischen 25° und 70°, besonders bevorzugt zwischen
30° und
60°, der
druckseitige Austrittswinkel zwischen 90° und 175°, besonders bevorzugt zwischen
100° und
165°, und
der saugseitige Austrittswinkel zwischen 90° und 170°, besonders bevorzugt zwischen
100° und
165°, insbesondere
bevorzugt jeweils im mittleren Bereich, d.h. insbesondere +/– 10° um den Mittelwert
der jeweiligen zuvor angegebenen Bereiche, um einen optimalen Strömungsverlauf ohne
Ablösungen
sowie einen optimalen Wirkungsgrad und einen geräuscharmen Betrieb zu erreichen.
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Die
Herstellung eines derartigen Laufrads erfolgt bevorzugt mittels
Kunststoff-Spritzgießen,
wobei zuerst die tragende Struktur aus einem ersten Kunststoff spritzgegossen
und anschließend
oder nahezu gleichzeitig zumindest ein Teil der profiliert ausgebildeten
Schaufeln des Laufrads und/oder eines Hohlprofils durch einen zweiten,
weicheren Kunststoff spritz gegossen wird, der auf die tragende Struktur
auf- oder in ein durch die tragende Struktur gebildetes Hohlprofil
eingespritzt wird.
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Als
Materialien für
die tragende Struktur kommen insbesondere PA oder PP, aber auch
Metalle in Frage. Die die tragende Struktur zumindest bereichsweise
umgebende Weichkomponente wird bevorzugt durch einen geschäumten Kunststoff,
wie insbesondere S-EPS, in Frage. Ebenfalls sehr gut geeignet ist
PP-EPDM. Allgemein können PUR-Schaum,
Melamin-Schaum, PE-Schaum (Verwendung von Treibmittel bei der Applikation),
Silikon-Schaum oder
mit Einschränkungen
auch geschäumte
Elastomere verwendet werden.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels mit mehreren
Varianten unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Einzelnen erläutert. In
der Zeichnung zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Laufrads gemäß dem Ausführungsbeispiel,
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2 einen
Schnitt durch eine Schaufel des Laufrads von 1,
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3a, 3b Schnitte
durch Schaufelvarianten,
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4 eine
Detailansicht eines Schnitts durch eine Schaufel zur Verdeutlichung
einzelner Abmessungen,
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5 einen
Schnitt durch ein herkömmliches,
massiv ausgebildetes Laufrad mit durch Pfeilen dargestellten Strömungsgeschwindigkeiten
im linken Teil der 5 und einen Schnitt durch ein
vorwärtsgekrümmt profiliertes
Laufrad gemäß der vorliegenden
Erfindung im rechten Teil der 5,
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6 eine
Draufsicht auf ein Laufrad,
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7 eine
schematische Darstellung einer weiteren Schaufelvariante mit Darstellung
der Querschnitte dreier Schnittebenen,
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8 einen
schematisch dargestellten Schnitt in Längsrichtung durch eine Schaufel
zur Verdeutlichung der Schaufelverjüngung,
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9 einen
ausschnittsweisen Schnitt quer durch ein Laufrad mit verjüngten Schaufeln,
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10 einen 9 entsprechenden
Schnitt zur Verdeutlichung der Verringerung der Schaufelquerschnittsfläche,
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11a-11d schematische
Darstellungen möglicher
Verläufe
von Schaufelverjüngungen,
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12 eine
schematische Darstellung einer symmetrischen Verjüngung relativ
zur Basisprofilskelettlinie der Schaufel,
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13 eine
schematische Darstellung einer asymmetrischen Verjüngung relativ
zur Basisprofilskelettlinie der Schaufel, und
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14 eine
schematische Darstellung einer symmetrisch-asymmetrischen Verjüngung relativ zur Basisprofilskelettlinie
der Schaufel.
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Ein
Trommelläufer-Radialgebläse, das
für die
Förderung
von Luft in einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage verwendet wird, weist
ein Laufrad 1 mit einem Ring von Schaufeln 2 auf,
wobei zwischen je zwei Schaufeln 2 ein Schaufelkanal 3 ausgebildet
ist. Das Laufrad 1 ist auf bekannte Weise an einer Gebläsemotorwelle
(nicht dargestellt) angebracht. Saugseitig wird das Laufrad 1 teilweise
durch die Zarge, die Teil des Spiralgehäuses ist, überdeckt. Die Zargenöffnung für die Luftansaugung
ist in 6 angedeutet.
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Die
Schaufeln 2 sind stark profiliert ausgebildet, wobei der
Strömungskanal 3 im
Eintrittsbereich 4 konvergent und im Austrittsbereich 5 divergent
ausgebildet ist (vgl. 4). Die Druckseite DS der Schaufeln 2 ist
im Eintrittsbereich 4, gegebenenfalls bis zum Austrittsbereich 5,
konkav ausgebildet, und die Saugseite SS der Schaufeln 2 ist
im Eintrittsbereich 4 konvex und im Austrittsbereich 5 gerade
ausgebildet, wobei die Schaufeldicke d ihr Maximum im konvergenten
Bereich hat.
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Um
die bekannten Probleme bei der Herstellung stark profilierter Schaufeln
zu vermeiden, bestehen die Schaufeln 2 aus einer Struktur 6,
die vorliegend massiv aus einem Kunststoff ausgebildet ist, und
eine ausreichende Festigkeit für
die zu erwartenden Belastungen aufweist, sowie einer an der Struktur 6 angespritzten
Schicht 7 aus einer Weichkomponente, welche das Profil
im stark profilierten Bereich der Schaufel 2 bildet. Hierbei
beträgt
die Dicke der Struktur 6 maximal 3 mm, so dass bei der
Herstellung der Struktur 6 keine Probleme in Hinblick auf
Verzug oder Schwund auftreten. Zudem reicht diese Dicke in aller
Regel für
eine ausreichende Steifigkeit der Schaufel 2 aus. Die angespritzte
Schicht 7 dient lediglich der Profilierung und hat – abgesehen
von dem Erfordernis, sich nicht durch die zu fördernde Luft zusammendrücken zu
lassen – keine
tragende Funktion. Dabei kann die angespritzte Schicht 7 auf
ihrer Außenseite 8 auch
eine Haut oder eine Beschichtung aufweisen, wobei die Beschichtung,
insbesondere zur Vereinfachung der Herstellung, gegebenenfalls auch
die gesamten Schaufeln 2 oder das gesamte Laufrad 1 überdecken
kann.
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Die
tragende Struktur 6 ist im von der Weichkomponente überdeckten
Bereich des Schaufel 2 etwas verjüngt ausgebildet, wobei die
Verjüngung
allmählich
erfolgt. Die Außenkontur
ist durch den Übergang
von tragender Struktur 6 zu Weichkomponente nicht beeinträchtigt.
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Die
tragende Struktur 6 besteht gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
aus PA, die Weichkomponente aus PP-EPDM.
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In
den 3a und 3b sind
Varianten der Schaufel 2 dargestellt, wobei vorliegend
bei diesen Schaufeln die Struktur 6 selbst das Profil bildet,
wofür sie
als Hohlprofil, im Falle der zweiten Variante mit einem versteifenden
Steg, ausgebildet ist. Im Inneren des Hohlprofils kann – insbesondere
aus Steifigkeitsgründen – eine Weichkomponente
entsprechend der angespritzten Schicht 7 vorgesehen sein.
Ebenfalls kann in einzelnen Bereichen eine außen angespritzte Schicht entsprechend
dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel
vorgesehen sein. Auch in diesem Fall beträgt die Dicke der Struktur maximal
3 mm, so dass bei der Herstellung kein Verzug oder Schwund auftritt.
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Über die
Lage der tragenden Struktur 6 innerhalb des Profils kann
die Dicke der Weichkomponente auf der Schaufelsaug- und -druckseite
so eingestellt werden, dass es im Gebläsebetrieb nur zu einer minimalen,
nicht die Durchströmung
beeinflussenden Verformung der Weichkomponente, insbesondere auf
der Schaufeldruckseite, kommt.
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Ferner
erfolgt bei einer derartig profilierten Schaufelausgestaltung, wie
in 5, rechter Teil deutlich zu erkennen ist, keine
Wirbelbildung an der Saugseite der Schaufel 2, so dass
die Strömung
gut anliegt. Dies führt
zu einer Verbesserung des Wirkungsgrades eta (vgl. Aufstellung in 5,
wobei jeweils der Strömungsverlauf
und der entsprechende Wirkungsgrad im optimalen Betriebspunkt des
entsprechenden Gebläses
dargestellt ist).
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Folgende
Geometrien sind bei einem konvergent-divergenten Schaufelkanal insbesondere
bei stark profilierten Schaufeln besonders geeignet, d.h. bei d/Iges
größer 0,15,
insbesondere größer als
0,2, wobei d die Profildicke und Iges die Profilgesamtlänge (gerade
gemessen) bezeichnen:
Das Schaufelkanallängenverhältnis Lkv liegt bevorzugt zwischen
0,1 und 0,9. Dabei bezeichnet Lgekrges die Länge des gesamten, gekrümmten Schaufelkanals,
Lgekrdiv die Länge
des divergenten Teils des gekrümmten
Schaufelkanals und Lgekrkonv die Länge des konvergenten Teils
des gekrümmten
Schaufelkanals, wobei Lgekrges = Lgekrdiv + Lgekrkonvund Lkv = Lgekrdiv/Lgekrges
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Die
Kanalverjüngung
Kverkonv im konvergenten Teil des Schaufelkanals, die sich ergibt
aus Kverkonv = (A1 – A2)/Lgekrkonvliegt vorzugsweise
zwischen 0,030 und 0,200. Dabei ist A1 die Strömungskanalbreite am Eintritt
und A2 die Strömungskanalbreite
am engsten Querschnitt.
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Die
Kanalerweiterung Kerwdiv im divergenten Teil des Schaufelkanals,
die sich ergibt aus Kerwdiv = (A3 – A2)/Lgekrdiv liegt
vorzugsweise zwischen 0,05 und 0,17. Dabei ist A3 die Strömungskanalbreite
am Austritt.
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Hierbei
liegt der druckseitige Eintrittswinkel beta1DS zwischen 30° und 90° und der
saugseitige Eintrittswinkel beta1SS zwischen 25° und 70°. Der druckseitige Austrittswinkel
beta2DS zwischen 90° und
175° und
der saugseitige Austrittswinkel beta2SS zwischen 90° und 170°.
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Die
zuvor genannten Winkelbereiche für beta1DS,
beta1SS, beta2DS und beta2SS sind auch im Falle einer divergent-konvergenten
Schaufelkanalform sowie einer konvergenten Schaufelkanalform besonders
geeignet.
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In
Folge einer stark profilierten Ausgestaltung der Schaufeln 2 in
Verbindung mit der Eintrittsöffnung
(nur ca. 1/3 der Beschaufelung ist nicht von der Zarge überdeckt)
kann es bei hohen Massenströmen
zu Versperrungen im Eintrittsbereich kommen, wie in 6 angedeutet.
Diese können
zu einer Verminderung des Wirkungsgrades führen. Aus diesem Grund sind
die Schaufeln 2 gemäß einer
weiteren Variante über
ihre Länge
oder zumindest einen oder mehrere Teile hiervon parallel zur Drehachse
mit einem unterschiedlichen Querschnitt ausgebildet. Dabei ist der
Querschnitt eintrittsseitig, wie in 7 dargestellt,
laufrad-nabenseitig zylindrisch (die Laufrad-Nabenseite ist in 1 mit
dem Bezugszeichen 9 versehen) mit einer Ausformschräge und zargenseitig
konisch in Längsrichtung
zur Zarge hin verjüngend
ausgebildet.
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Die 8 bis 10 zeigen
eine weitere Variante mit sich in Richtung der Zuströmseite verjüngenden
Schaufeln 2. Hierbei haben die Schaufeln über einen
großen
Teil der Schaufellänge
in Richtung der Drehachse gesehen einen konstanten Querschnitt.
Erst im letzten Viertel verringert sich der Querschnitt der Schaufeln
und zwar sowohl in Längsprofilrichtung,
wobei sich der Innendurchmesser dinenn bis zu einem verjüngten Innendurchmesser
diverj vergrößert, der
Außendurchmesser
da jedoch konstant bleibt, als auch in Dickenrichtung. Zur besseren
Verdeutlichung der Profilveränderung
ist in 9 die Skelettlinie des Basisprofils durch eine Stern-Strich-Linie
gekennzeichnet. Der Verlauf der Verjüngung über die gesamte Schaufellänge ist
in 8 dargestellt. Die Gesamtschaufellänge ist
hierbei mit Slgesamt bezeichnet, der Teil der Schaufellänge, in
welchem der Innendurchmesser vergrößert ist, ist mit Slverj bezeichnet.
Der Innendurchmesser diverj nimmt hierbei, wie aus 8 ersichtlich,
im letzten Viertel der Schaufellänge
zu. Die Darstellung von 8 in Bezug auf die Profillänge ist
nicht maßstäblich.
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Im
Allgemeinen sind Verhältnisse
von Schaufellänge
verjüngt
zur gesamten Schaufellänge (Slver/Slgesamt)
von 0,1 bis 0,7, vorzugsweise von 0,15 bis 0,5 und besonders bevorzugt
von 0,20 bis 0,25, besonders geeignet.
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Das
Durchmesserverhältnis
DV, das sich aus der folgenden Gleichung ergibt, DV
= (Dnenn – Dverjüngt)/Dnennbeträgt in der
Regel 0,01 bis 0,2, vorzugsweise 0,02 bis 0,1 und insbesondere bevorzugt
0,04 bis 0,07, wobei sich Dnenn und Dverjüngt ergeben aus Dnenn
= dinenn/daund Dverjüngt = diverj/da
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Hierbei
ist da der Schaufelaußendurchmesser,
dinenn der Nenninnendurchmesser der Schaufeln und diverj der verjüngte Innendurchmesser
der Schaufeln.
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Neben
der Schaufelprofillänge
verringert sich auch die Dicke des Schaufelprofils, so dass sich auch
die Querschnittsfläche
des Schaufelprofils im verjüngten
Bereich verringert. Die relative Querschnittsflächenabnahme ergibt sich aus AV = (Anenn – Averj)/Anennwobei
Anenn die Querschnittsfläche
im nicht verjüngten
Bereich ist, und im Folgenden auch als Basisprofil bezeichnet wird,
und Averj die Querschnittsfläche
im (am meisten) verjüngten
Bereich ist. Die Veränderung
des Schaufelprofils ist besonders gut aus 10 ersichtlich.
Im Allgemeinen, d.h. nicht explizit auf die vorliegende Variante
bezogen, liegt die relative Querschnittsflächenabnahme AV im Bereich von 0,1
bis 0,90, insbesondere von 0,2 bis 0,8 und besonders bevorzugt von
0,3 bis 0,7.
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Weitere
Varianten in Bezug auf den Verlauf der Verjüngung sind beispielhaft in
den 11a bis 11d dargestellt,
wobei 11a einen konvexen Verjüngungsverlauf, 11b einen konkaven Verjüngungsverlauf, 11c einen linearen Verjüngungsverlauf und 11d einen einfach abgestuften Verjüngungsverlauf
zeigen. Beliebige Kombinationen wie auch ein ggf. mehrfach abgestufter
Verjüngungsverlauf
sind möglich.
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Die 12 bis 14 zeigen
Varianten in Bezug auf die Form der Verjüngung des Schaufelprofils in
Richtung der Zuströmseite.
Der Verlauf der Verjüngung
kann beispielsweise entsprechend der Darstellung der 11a bis 11d erfolgen.
Zur besseren Verdeutlichung der Profilveränderung ist in den 12 bis 14 die
Skelettlinie des jeweiligen Basisprofils durch eine Stern-Strich-Linie
gekennzeichnet.
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Die
Verjüngung
relativ zum Basisprofil kann symmetrisch zur Skelettlinie erfolgen,
wie in 12 durch die gestrichelte Linie
in einer Schaufel 2 auf der Saugseite dargestellt. Die
Verjüngung
relativ zum Basisprofil kann auch asymmetrisch zur Skelettlinie erfolgen,
wie in 13 in einer Schaufel 2 durch
die gepunktete Linie auf der Saugseite dargestellt. Die Verjüngung kann
ebenso bereichsweise symmetrisch und bereichsweise asymmetrisch
zur Skelettlinie erfolgen, wie in den 12 bis 14 mit
durchgezogenen Linien dargestellt ist und bei Vergleich der durchgezogenen
Linien in Bezug auf die gestrichelte bzw. gepunktete Linie ersichtlich
wird.
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Allgemein
sei angemerkt, dass die Kanalform im verjüngten Teil der Beschaufelung
sowohl konvergent, als auch konvergent-divergent oder divergent
ausgebildet sein kann.
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Besonders
bevorzugt weichen die Ein- und Austrittswinkel im sich verjüngenden
Schaufelteil von denen im Bereich des Basisprofils, d.h. im Teil
mit konstantem Querschnitt, ab, wodurch sich eine aerodynamische
Verwindung des Schaufelprofils ergibt. Die Winkel können jedoch
auch konstant oder zumindest im Wesentlichen konstant bleiben.
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Sind
die Schaufeln als (Teil-)Hohlprofile ausgebildet, so können dieselben
auf der Zargenseite offen oder auch geschlossen ausgebildet sein.
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Gemäß einer
nicht in der Zeichnung dargestellten Variante kann auf der Zargenseite
auch eine zumindest partielle Deckscheibe vorhanden sein