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Die
Erfindung betrifft eine Radialgebläseeinheit, gemäß dem
Oberbegriff von Anspruch 1.
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Derartige
Radialgebläseeinheiten werden häufig eingesetzt,
um an den Seitenwänden von Fahrgasträumen von
Omnibussen für die Belüftung oder Beheizung zu
sorgen, ggf. auch für die Klimatisierung.
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So
ist es beispielsweise aus der
DE 92 04 125 U1 bekannt, einen an der Seitenwand
eines Omnibus angebrachten Konvektor mit einem Walzengebläse
auszustatten, um die Konvektion zu unterstützen. Diese
Lösung soll eine luftzugarme Erwärmung des Fahrgastraums
sicher stellen.
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Eine
insofern vergleichbare Lösung ist aus der
DE 199 43 380 C1 bekannt.
Bei dieser Lösung ist ein Seitenwandheizer modular aufgebaut,
so dass ohne weiteres eine Anpassung an die vorhandene Länge
des Fahrgastraums vorgenommen werden kann.
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Anstelle
der Konvektionsbeheizung oder konvektorähnlichen Beheizung
des Fahrgastraums ist es auch möglich, Luftkanäle
bereit zu stellen, durch die mit relativ hohem Druck erwärmte
Luft, oder aber bei Bedarf auch Frischluft im Innenraum des Fahrzeugs
verteilt und über Düsen an den je gewünschten
Stellen abgegeben wird. Eine entsprechende Lösung ist aus
der
DE 100 30 867 ersichtlich, wobei
gemäß der dortigen Lösung ein Doppelradialgebläse
vorgesehen ist, und die sich an die Radialgebläseeinheit
oder den Seitenwandheizer anschließenden Luftkanäle
sich in der Verlängerung der Achse der Radialgebläseeinheit
erstrecken und insofern an der Seitenwand des Omnibus entlang verlaufen.
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Derartige
Seitenwandheizer können auch mehrfach vorgesehen sein,
bei längeren Omnibussen beispielsweise mit zwei Seitenwandheizern
pro Seitenwand des Omnibus.
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Ferner
ist es bereits vorgeschlagen worden, Montagestutzen für
unterschiedliche Seitenwandkanal-Einlässe von unterschiedlichen
Omnibussen bereit zu stellen, die – beispielsweise über
eine konische Form – die Anpassung an verschiedene Einlassquerschnitte
ermöglichen.
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Diese
Lösung hätte jedoch den Nachteil, dass durch die
konische Ausgestaltung der Anschlussstücke Strömungswiderstände
erzeugt werden, die es erforderlich machen, die Motorleistung des
eingesetzten Elektromotors zu erhöhen, um die Strömungswiderstände
zu kompensieren.
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Ein
weiterer Nachteil bekannter Lösungen ist die schlechte
Anpassbarkeit der je vorliegenden Lösung an die Wünsche
des Kunden. So müssen für unterschiedliche Busgrößen
unterschiedliche Leistungsstufen der Radialgebläseeinheiten
bereit gehalten werden, mit den entsprechenden Nachteilen bei den
Herstellungskosten und bei der Logistik.
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Ein
weiterer Nachteil der bekannten Seitenwandheizer ist die vergleichsweise
große Bautiefe. Dies gilt gerade für Seitenwandheizer
mit Kanalanschluss, so dass es vorgeschlagen worden ist, an nicht-tragenden
Stellen der Seitenwand Aussparungen der Wandverkleidung vorzunehmen
und die Seitenwandheizer dort einzusetzen.
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Dies
hat andererseits montagetechnische und abdichttechnische Nachteile,
und es muss für eine zusätzliche Befestigung gesorgt
werden, nachdem dann der Seitenwandheizer gerade nicht im Bereich
tragender Streben montiert ist. Dies gilt gerade dann, wenn bei
vergleichsweise großen Omnibussen an der Kapazitätgrenze
erarbeitet wird, und es ist von den Herstell- und sonstigen Kosten
her erheblich unterschiedlich, ob zwei oder vier Radialgebläseeinheiten
ausreichen.
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Daher
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Radialgebläseeinheit
gemäß dem Oberbegriff an Anspruch 1 zu schaffen,
die vergleichsweise hohe Stückzahlen erlaubt und universal
einsetzbar ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Anspruch 1
gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den
Unteransprüchen.
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Erfindungsgemäß ist
es vorgesehen, den Auslassbereich der erfindungsgemäßen
Radialgebläseeinheit variabel zu gestalten, so dass entweder Luftkanäle
oder klassische Luftauslässe von der Radialgebläseeinheit
gespeist werden können. Es versteht sich, dass anstelle
von Luftkanälen auch Düsen mit entsprechend großer
Wurfweite eingesetzt werden können, und dass über
Luftleitelemente die Art und Form des Luftauslasses in weiten Bereichen
an die Erfordernisse anpassbar ist.
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Bevorzugt
ist das Gehäuse der Radialgebläseeinheit zweigeteilt,
und zwar in ein Primärgebläse, das die einzelnen
Radialgebläse und den Wärmetauscher aufnimmt,
und ein Auslassgehäuse, das austauschbar oder zumindest
variabel gestaltet ist.
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Erfindungsgemäß besonders
günstig ist es, dass mehrere Radialgebläse auf
einer gemeinsamen Welle von einem gemeinsamen Elektromotor angetrieben
vorgesehen sind, die sich die gewünschte Luftleistung teilen.
Beispielsweise ergibt eine Vierfachanordnung von Radialgebläsen
auf einer gemeinsamen Welle eine vierfache Luftleistung bei gleichem
Druckverlust. Erfindungsgemäß lässt sich
die gewünschte Luftleistung an die Erfordernisse anpassen,
beispielsweise in dem ein Radialgebläse durch eine Blindeinheit
ersetzt wird.
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Besonders
günstig ist es in diesem Zusammenhang, dass durch die vergrößerte
Anzahl von Radialgebläsen bei gleicher Motorstärke
auch eine große Luftleistung bereit gestellt werden kann,
wie sie typischerweise an einem schrägen Luftauslass erwartet
wird, während aber dennoch die kompakten Radialgebläse
auch zum Aufbau eines erheblichen Drucks geeignet sind, wie es für
die Beaufschlagung von Luftkanälen erwünscht ist.
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Erfindungsgemäß ist
es jedoch besonders günstig, wenn das Gebläsegehäuse
langgestreckt schalenförmig ausgebildet ist, und parallel
zu seiner Längsachse und zur Motorwelle die Teilungsebene angeordnet
ist. So bestehen große gestalterische Freiheiten für
die Realisierung des Luftauslassgehäuses.
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Bevorzugt
ist mindestens das Primärgehäuse mit dem dort
aufgenommenen Einheiten, also Elektromotor, Welle, Radialgebläse,
Wärmetauscher und Filter, vormontiert und lässt
sich insgesamt an der Seitenwand des Omnibus montieren. Insbesondere
ist aber die Verbindung mit dem je zugehörigen Auslassgehäuse
bereits vorgegeben, so dass die gesamte Radialgebläseeinheit
auch an bereits bestehende, zugelassene und vandalenresistent eingebaute
Luftkanäle anpassbar ist.
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Bei
Bedarf lässt sich auch die Primärgebläseeinheit
kompakt und strömungsoptimiert herstellen, und das Luftauslassgebläse
nimmt den bei Bedarf und beim Export in wärmere Länder
erforderlichen Wärmetauscher für die Klimatisierung
auf. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass das Primärgehäuse
ausgesprochen kompakt realisiert sein kann, dass auch eine ganz
geringe Bautiefe von beispielsweise nur 95 mm darstellbar ist, und
dass dann der Bauraum für den Klimatisierungs-Wärmetauscher
lediglich dann bereit gestellt wird, wenn tatsächlich ein Klimatisierungsbetrieb
erwünscht ist.
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Alternativ
versteht es sich, dass der Wärmetauscher für die
Klimatisierung auch im Primärgehäuse untergebracht
werden kann.
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Während
es erfindungsgemäß ohne Weiteres möglich
ist, das Primärgehäuse schalenförmig auszubilden,
so dass die fehlende Wand durch die Seitenwand des Omnibus gebildet
ist, ist es anstelle dessen auch möglich, ein an sich bekanntes
geschlossenes Gehäuse zu realisieren, bei dem mindestens
im Überdruckbereich ein vollständig geschlossener
Raum vorliegt. Diese Lösung hat den Vorteil der montageunabhängigen
und insofern einfacheren Abdichtung.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist es vorgesehen, das Luftauslassgehäuse
dergestalt geteilt auszubilden, dass ein Teil für den Luftauslass über
Luftkanäle und ein weiterer Teil für den Luftauslass über
großflächige Luftauslassöffnungen bestimmt
ist.
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Das
Luftauslassgehäuse ist an dem Primärgehäuse
lösbar befestigt, wobei es bevorzugt ist, eine Art Schubladenlagerung
vorzusehen, die es erlaubt, dass Luftauslassgehäuse in
bereits montiertem Zustand des Primärgehäuses
einzusetzen. Dies ermöglicht es auch, das Primärgehäuse
vom Fahrzeughersteller vormontiert bereit stellen zu lassen, und
je nach Exportland, also kälteren oder wärmeren Gegenden,
den Luftauslass in gewünschten Weise zu realisieren.
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In
an sich bekannter Weise ist es möglich, die Trennung zwischen
den einzelnen Radialgebläsen durch eingesetztes Trennscheiben
zu realisieren. Das Primärgehäuse selbst kann
dann als Evolvente dienen und weist hierzu eine geeignete Form auf.
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Alternativ
ist es auch möglich, die ”Schubladenführung” für
das Gehäuse oberhalb der Anordnung des Wärmetauschers
vorzusehen. Der Wärmetauscher wird dann von der ”Schublade” ergriffen, wobei
es auf Grund des Gewichts des Wärmetauschers günstig
ist, diesen am Primärgehäuse fest zu lagern.
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Bevorzugt
erfolgt die Wasserspeisung des Wärmetauschers stirnseitig
des Gehäuses, ebenso wie die Luftzuführung auf
der Höhe der Radialgebläse.
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Zwar
ist es bevorzugt, die Radialgebläseeinheit mit Umluft zu
betreiben. Andererseits ist es jedoch nicht ausgeschlossen, hier
einen Frischluftkanal anzuschließen, der der Radialgebläseeinheit Frischluft
zuleitet, und zwar bevorzugt über beide Stirnseiten der
Radialgebläseeinheit und entsprechend ausgebildete Anschlussstutzen.
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Es
ist auch möglich, die Seitenwand der Schublade, die das
Auslassgehäuse bildet, stirnseitig soweit nach oben zu
ziehen, dass dort bei Bedarf ein Anschlussstutzen für den
Frischluftkanal realisiert ist, so dass auch dieser Bereich austauschbar
ist.
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Bevorzugt
ist für die Abdichtung zwischen Primärgehäuse
und Auslassgehäuse eine Labyrinthdichtung mit zusätzlichen
Gummi-Dichtlippen vorgesehen. Es ist aber auch möglich,
das Auslassgehäuse über Schnappverschlüsse
oder beispielsweise über lösbare Clips mit dem
Primärgehäuse zu befestigen.
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In
einer weiter modifizierten Ausgestaltung ist kurzerhand eine Montage
des Auslassgehäuses auf der Seitenwand des Omnibusses unterhalb
des Primärgehäuses vorgesehen. Bei dieser Ausgestaltung
erfolgt dann die Abdichtung zwischen Primärgehäuse
und Luftauslassgehäuse vor Ort.
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Erfindungsgemäß besonders
günstig ist es, dass durch die Aufteilung der Gebläseleistung
auf eine Mehrzahl von vergleichsweise kleinen Radialgebläsen
einen vergleichsweise hoher Druck zur Verfügung steht.
Durch die Mehrfachanordnung der Radialgebläse, aber auch
durch die Möglichkeit, eine beliebige Anzahl von Gebläsen
zu verwenden, besteht im Falle einer großen Auslassöffnung
die Möglichkeit, eine vergleichsweise große Luftleistung
bereit zu stellen.
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Besonders
günstig ist es, wenn für die Ansteuerung des Motors
eine elektronische Steuervorrichtung verwendet wird. In diesem Fall
lässt sich die Motorkennlinie vergleichsweise leicht an
die Bedürfnisse anpassen, so dass in Abhängigkeit
von dem Anwendungsfall die Motorkennlinie steiler oder flacher realisiert
werden kann. Bevorzugt wird ein bürstenloser und insofern
wartungsarmer Motor mit elektronischem Kommutator verwendet.
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Erfindungsgemäß ist
es vorgesehen, mindestens einen Heiz-Wärmetauscher zu verwenden, der
sich zwischen den Radialgebläsen und dem Luftauslassgehäuse
erstreckt. In an sich bekannter Weise ist der Wärmetauscher
bevorzugt flach-rechteckig und ist bevorzugt im Primärgehäuse über
dortige Flansche abgestützt. Für die Montage ist
er bevorzugt von der Vorderseite des Seitenwandheizers einschiebbar,
wobei eine der Stirnwände des Seitenwandheizers eine schlitzförmige
Ausnehmung für die Aufnahme der Wasseranschlüsse
des Wärmetauschers aufweist.
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Weitere
Vorteile, Einzelheiten und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele der Erfindung
anhand der Zeichnungen.
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Es
zeigen:
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1 eine
schematisierte teilweise aufgebrochene Ansicht durch eine Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Radialgebläseeinheit;
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2 eine
teilweise aufgebrochene perspektivische Ansicht der Ausführungsform
gemäß 1;
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3 eine
schematisierte Schnittansicht quer durch die erfindungsgemäße
Radialgebläseeinheit in einer modifizierten Ausgestaltung;
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4 eine
weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Radialgebläseeinheit, unter Darstellung der Luft strömung
und des Gehäuses; und
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5A bis 5E verschiedene
Ausführungsformen von Luftauslassgehäusen, die
für die erfindungsgemäße Radialgebläseeinheit
bestimmt sind.
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Die
in 1 dargestellte Radialgebläseeinheit 10 ist
als Seitenwandheizer ausgebildet und weist einen Motor 12 auf,
der eine Welle 14 antreibt, die den Motor 12 durchtritt
und sich längs in einem Gehäuse 16 der
Radialgebläseeinheit 10 erstreckt.
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Die
Welle 14 trägt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
vier Lüfterräder 18 von Radialgebläsen 20,
die beidseitig des Motors 12 angeordnet und ausgebildet
sind.
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Der
Motor 12 ist in dem Gehäuse 16 abgestützt
und lagert in an sich bekannter Weise die Welle 14. Jedes
Radialgebläse 20 ist durch entsprechend geformte
Wände des Gehäuses 16 und das betreffende
Lüfterrad 18 ausgebildet. Hierzu weist das Gehäuse 16 in
diesem oberen Bereich eine Form auf, die innen nach der Art einer
Evolvente ausgebildet ist.
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Ferner
sind endseitig der Welle 14 Lager 22 in dem Gehäuse 16 ausgebildet,
die die Welle 14 je endseitig abstützten.
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In
dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Radialgebläse 20 gleichmäßig
verteilt über die Welle 14 angeordnet, wobei die
dem Motor 12 benachbarten Radialgebläse 20 je
möglichst eng an diesem montiert sind.
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Die
Luftzufuhr zu den Radialgebläsen 20 erfolgt stirnseitig
des Gehäuses 16 über die dort ausgebildeten
großflächigen Lufteintrittsöffnungen 24.
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Anschließend
an Druckstutzen 26 des Radialgebläses 20 ist
ein sich flächig unterhalb dieser erstreckendes Filter
in einem Fil terraum 28 angeordnet, auch wenn dieser in 1 nicht
ersichtlich ist. Unterhalb des Filters erstreckt sich ein Wärmetauscher 30,
der ebenfalls liegend ausgebildet ist und den Querschnitt des Gehäuses 16 im
Wesentlichen vollständig ausfüllt.
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Das
Gehäuse 16 ist in ein Primärgehäuse 32 und
ein Auslassgehäuse 34 geteilt. Das Auslassgehäuse 34 beginnt
unmittelbar unterhalb des Wärmetauschers 30 und
ist an dem Primärgehäuse 32 befestigt.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Auslassgehäuse 34 so
festgelegt, dass es für die Speisung von Luftkanälen
stirnseitig des Gehäuses 16 geeignet ist. Hierzu
weist das Auslassgehäuse 34 hierfür geeignete
Luftleitelemente 36 auf, die der Strömungsumlenkung
dienen, wobei für jedes der Radialgebläse 20 ein
interner Strömungskanal 40 in dem Auslassgehäuse 34 ausgebildet
ist, und wobei je zwei Strömungskanäle je stirnseitig
des Auslassgehäuses 34 zur Bildung eines Luftanschlussstutzens 42 zusammengefasst
sind.
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Die
Ausführungsform gemäß 1 ist
aus 2 in perspektivischer Ansicht ersichtlich. Gleich Bezugszeichen
weisen hier wie auch in den weiteren Figuren auf gleiche Teile hin.
Aus 2 ist besonders gut ersichtlich, dass zur Bildung
der einzelnen Radialgebläse 20 Trennwände 46 vorgesehen
sind, die sich je endseitig des betreffenden Lüfterrads 18 erstrecken
und der Trennung der einzelnen Radialgebläse 20 voneinander
dienen.
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Wenn
für ein vorliegendes Anwendungsgebiet die Anzahl der Radialgebläse 20 vermindert
werden soll, lässt sich beispielsweise das betreffende Lüfterrad 18 weglassen.
Die Luftauslassöffnung oder der Druckstutzen 26 des
betreffenden Radialgebläses wird dann kurzerhand mit einer
hierfür geeigneten Abschlussplatte abgedeckt, um die Ausbildung eines
Strömungskurzschlusses zu verhindern. Bei dieser Konfiguration
ist dann die Belastung des Elektromotors deutlich reduziert, und
bevorzugt lässt sich über die elektronische Steuervorrichtung
des Elektromotors dies bei der Wahl der Kennlinie berücksichtigen.
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Aus 2 ist
ersichtlich, dass sowohl die Lufteintrittsöffnung 24 als
auch der Luftauslassstutzen 42 je mit Gittern abgedeckt
sind. Es versteht sich, dass bei Bedarf gerade der Luftauslassstutzen 42 mit einem
entsprechenden Flansch versehen sein kann, um den sicheren und abgedichten
Anschluss von Luftkanälen zu gewährleisten, wobei
es selbstverständlich aber auch möglich ist, dass
der erfindungsgemäße Seitenwandheizer 10 dort
frei ausbläst.
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Aus 3 ist
ersichtlich, in welcher Weise die Luftströmung in dem Gehäuse 16 verläuft,
wenn anstelle des stirnseitigen Auslasses eine großflächige
Auslassöffnung vorgesehen ist, die sich schräg nach
unten erstreckt. Der Druckstutzen 26 lässt die Luft
recht großflächig austreten, wobei in dem Filter und
dem hier nicht dargestellten Wärmetauscher 30 eine
gewisse Strömungsverteilung erfolgt. Unterhalb des Wärmetauschers 30,
im Bereich des Auslassgehäuses 34, lehnt sich
die Strömung je an den bestehenden Wänden an,
so dass sich die aus 3 ersichtliche Strömungsverteilung
ergibt, die letztlich dazu führt, dass auch eine vergleichsweise
große Luftaustrittsöffnung 50 nach der
Art einer Düse gezielt schräg nach unten ausbläst.
In an sich bekannter Weise wird die so zugeführte und dann
langsam aufsteigende Luft von den Passagieren als angenehm empfunden.
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Aus 4 ist
eine modifizierte Ausgestaltung des Luftauslassgehäuses 34 ersichtlich.
Eine Hälfte des dortigen Seitenwandheizers 10 ist
mit einem schrägen Luftauslass 50 versehen, der
die Luft nach schräg unten/vorne leitet. Die andere Hälfte
des dortigen Auslassgehäuses 34 ist hingegen mit
Luftleitelementen 36 versehen, und die Luft wird dort einer
stirnseitigen Luftauslassöffnung 52 zugeleitet.
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Die
Ausführungsformen der Luftauslassgehäuse 34 lassen
sich beliebig konfigurieren und an die Erfordernisse anpassen. Dies
ist beispielhaft in 5 dargestellt, wobei das Luftauslassgehäuse 34 gemäß 5A zweigeteilt ausgebildet ist. Der in
der Darstellung linke Teil weist einen großflächigen
Luftauslass 56 schräg nach vorne/unten auf, während der
in der Darstellung rechte Teil des Luftauslassgehäuses 34 in 5A für den stirnseitigen Luftauslass 52 bestimmt
ist.
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Gemäß 5B ist eine schräg nach unten weisende
Luftauslassdüse 50 vorgesehen, die sich über
die gesamte Breite des Luftauslassgehäuses 34 erstreckt.
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Gemäß 5C sind an den Stirnseiten je Luftauslassstutzen 52 vorgesehen,
die für den Anschluss an Luftkanäle bestimmt sind,
und das Luftauslassgehäuse 34 zeigt die aus 1 ersichtlichen Luftleitelemente 36.
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Die
Ausführungsform gemäß 5D kombiniert
die Ausgestaltung gemäß 5B und 5C, wobei in dem in der Darstellung linken
Teil des Luftaustrittsgehäuses 34 dort eine Luftauslassdüse 50 und
in dem in der Darstellung rechten Teil ein Luftauslassstutzen 42 stirnseitig
vorgesehen ist.
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Gemäß 5E ist ein etwas voluminöseres Luftauslassgehäuse
vorgesehen, das widerum einen Luftauslassstutzen 42 aufweist,
in diesem Fall in dem in der Darstellung im linken Bereich, sowie
einen Luftaustritt 56 schräg nach unten/vorne.
Unterschiedlich gegenüber 5D ist
hier, dass das Luftaustrittsgehäuse 34 im Querschnitt
nicht im Wesentlichen dreieckig ist wie bei 5D,
sondern wannenförmig und insofern etwas vergrößert,
so dass eine vergrößerte Strömungsberuhigungszone
vorliegt.
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Wie
aus 5 ersichtlich ist, weist das Auslassgehäuse 34 die
an seinem oberen Ende einen Flansch 54 auf. Über
diesen Flansch ist es an einem entsprechend geformten Flansch des
Primärgehäuses 32 befestigbar und lässt
sich auch dort nach der Art einer Schublade einschieben.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 9204125
U1 [0003]
- - DE 19943380 C1 [0004]
- - DE 10030867 [0005]