DE102009002418A1

DE102009002418A1 - Lüfterrad für ein Gebläsemodul

Info

Publication number: DE102009002418A1
Application number: DE102009002418A
Authority: DE
Inventors: Martin Huber; Detlef Prahl
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-04-16
Filing date: 2009-04-16
Publication date: 2010-10-21
Also published as: KR20120012794A; US20120093650A1; CN102395796A; WO2010118942A1; EP2419645A1

Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Lüfterrad (6) für ein Gebläsemodul (2), mit einer Nabe (5) und einem Radiallüfterkranz (8), der aus einer Vielzahl von Lüfterschaufeln (12) aufgebaut ist, sowie mit Mitteln zur Beseitigung von Unwuchten des Lüfterrads (6). Es wird vorgeschlagen, dass am radialen Ende der Lüfterschaufeln (12) Ausgleichsgewichte (18) befestigbar sind.

Description

Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Lüfterrad für ein Gebläsemodul gemäß den Merkmalen der Oberbegriffe der Ansprüche 1 und 6.
Stand der Technik
Derartige Gebläsemodule sind aus verschiedensten industriellen Anwendungen bekannt, beispielsweise werden sie zur Belüftung von verschiedenen technischen Geräten oder zur Führung des Luftstroms beim Einsatz in Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen eingesetzt.
In vielen Anwendungen, bspw. beim Einsatz in Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen werden die Lüfter der Gebläsemodule nach der Montage gewuchtet. Üblicherweise wird dabei ein additiver bzw. positiver Wuchtausgleich durchgeführt, bei dem Ausgleichsgewichte, z. B. in Form von (Wucht-)Klammern am Lüfterrad angebracht werden. Die Ausgleichsgewichte werden dabei durch Feder- und Reibschluß in der gewählten Position fixiert. Üblicherweise werden die Ausgleichsgewichte ausschließlich auf der dem Lüftermittelpunkt zugewandten (axialen) Innenseite der Lüfterschaufel befestigt, wo sie durch Formschluss gegen die radial wirkenden Fliehkräfte gesichert sind.
Nachteilig dabei ist u. a., dass der Lüfter so gestaltet werden muss, dass an der Innenseite der Lüfterschaufel ein Kante vorgehalten ist, an der die Ausgleichsgewichte befestigt werden können. Darüber hinaus muß diese Befestigungskante auch nach der Montage des Lüfters auf dem Motor frei zugänglich sein. Diese Voraussetzungen sind in vielen Fällen nicht gegeben. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass bei einer derartigen Befestigung beim Momenten- bzw. beim dynamischen Ausgleich die Güte des Ausgleichs davon abhängig ist, dass die Messebene und die Ausgleichsebene im richtigen Verhältnis zueinander stehen. Der Bediener bzw. Monteur kann die Ausgleichsgewichte jedoch in axialer Richtung in einer beliebigen Höhe bzw. beliebigen Ebene montieren, wodurch die realisierte Wuchtgüte vom Geschick des Monteurs abhängig ist.
Offenbarung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, Lüfterrad und/oder die Ausgleichsgewichte so auszubilden, dass eine dauerhafte, von außen leicht zugängliche Befestigung der Ausgleichsgewichte sichergestellt ist und gleichzeitig eine hohe Güte des Ausgleichs gewährleistet ist.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt dabei durch die im Anspruch 1 und 6 angegebenen Merkmale.
Es wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Ausgleichsgewichte am Ende der radial ausgerichteten Lüfterschaufeln anzuordnen. Die bzw. das Ausgleichsgewicht ist damit am maximalen Lüfterdurchmesser positioniert, so dass der Abstand des Ausgleichsgewichts von der Dreh- bzw. Mittelachse des Lüfterrads weiter entfernt angeordnet ist. Damit kann das Gewicht der Ausgleichselemente kleiner gewählt werden. Diese Positionierung ermöglicht weiterhin, dass der Bereich, in dem die Ausgleichsgewichte zum Wuchtausgleich angebracht werden müssen, auch noch nach der Montage des Lüfters noch sehr leicht zugänglich ist. Die Handhabung für den Bediener ist einfacher und das Risiko, dass das Ausgleichsgewicht während der Montage versehentlich in das Gebläsemodul gelangt und dort Folgefehler verursacht, geringer.
In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen des erfindungsgemäßen Lüfterrads aufgeführt.
Die Ausgleichsgewichte sind auf vorteilhafte Art und Weise als (Wucht-)Klammern ausgebildet und form- und/oder kraftschlüssig an den Enden der Lüfterschaufeln befestigt. Die (Wucht-)Klammern bestehen dabei üblicherweise aus Stahl. Verwendbar sind bei dieser Ausgleichsmethode jedoch prinzipiell auch andere Feder-Werkstoffe, die eine möglichst hohe Dichte aufweisen sollten, damit das Volumen entsprechend klein gehalten werden kann.
Die (Wucht-)Klammern unterscheiden sich in ihrer Größe, um dem Bediener eine Auswahl von unterschiedlichen Ausgleichsmassen zur Verfügung stellen zu können. Desweiteren sind unterschiedliche Formen einsetzbar. Einerseits ist die (Wucht-)Klammer der Form der Lüfterschaufel angepasst, andererseits ist man bestrebt, durch eine geeignete Gestaltung der (Wucht-)Klammer den Form- oder Reibschluss zu verbessern.
Auf der Innen- und Außenseite der radial ausgerichteten Lüfterschaufeln sind Nuten vorgesehen, in die die (Wucht-)Klammern mit ihren Klemmkanten formschlüssig eingreifen. Durch diese Nuten wird auf vorteilhafte Art und Weise erreicht, dass die (Wucht-)Klammern gegen axiales Abschleudern zusätzlich zum Reibschluß auch durch entsprechenden Formschluß gesichert sind. Desweiteren sorgen, die Nuten für eine immer gleiche axiale Positionierung der (Wucht-)Klammern, was eine gleichmäßige Güte des Momentenausgleichs unterstützt, da die Ausgleichsebene eindeutig definiert ist.
Die radial ausgerichteten Lüfterschaufeln bilden einen Lüfterkranz, der abwechselnd aus kurzen und langen Lüfterschaufeln aufgebaut ist, wobei die (Wucht-)Klammern, bzw. die Nuten für die (Wucht-)Klammern am radialen Ende der Lüfterschaufeln angeordnet bzw. eingebracht sind. Die Wuchtklammern sind vorzugsweise an den langen Lüfterschaufeln angeordnet, da sie steifer als die kurzen Lüfterschaufeln ausgebildet sind und somit weniger zu Schwingungen angeregt werden.
Das Lüfterrad wird vorzugsweise im Spritzgussverfahren hergestellt, wobei sich die Nuten auf vorteilhafte Art und Weise im Spritzwerkzeug ohne Mehraufwand entformen lassen.
Das Lüfterrad ist Bestandteil eines Gebläsemoduls, welches mit einer aus einem Elektromotor bestehenden Antriebseinheit verbunden ist. Das Lüfterrad ist dabei mit einer Antriebswelle des Elektromotors drehfest verbunden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine erste Perspektivansicht eines Gebläsemoduls,
2 eine zweite (Teil-)Ansicht des Gebläsemoduls,
3 eine erste Perspektivansicht eines Lüfterrads,
4 eine zweite Perspektivansicht des Lüfterrads,
5 einen vergrößerten Teilausschnitt des Lüfterrads mit einem an einer Lüfterschaufel befestigten Ausgleichselement und
6 eine vergrößerte Darstellung des an einer Lüfterschaufel befestigten Ausgleichsgewichts.
Das in 1 dargestellte Gebläsemodul 2 besteht aus einem Grundgehäuse 4, an dem ein Lüfterrad 6 auf einer Antriebswelle 7 drehbar gelagert ist. Das Lüfterrad 6 ist wiederum mit seiner Nabe 5 an der Antriebswelle 7 befestigt. Das (Radial-)Lüfterrad 6 weist an seiner Außenstirnseite einen Axiallüfterkranz 8 auf, der aus gekrümmt verlaufenden Lüfterschaufeln 9 aufgebaut ist. Das (Radial-)Lüfterrad 6 weist weiterhin einen Radiallüfterkranz 10 auf, der ebenfalls aus gekrümmt verlaufenden Lüfterschaufeln, im folgenden als radiale Lüfterschaufeln 12 bezeichnet, aufgebaut ist. Wie aus 4 ersichtlich, weist der Radiallüfterkranz 10 zwei verschiedene Arten von Lüfterschaufeln 12 auf. Eine erste Gruppe besteht aus langen, bis an die Nabe 5 heran führenden Lüfterschaufeln, im folgenden als lange Lüfterschaufeln 14 bezeichnet, während eine zweite Gruppe aus kurzen Lüfterschaufeln 16 besteht, die vom Außendurchmesser des Radiallüfterkranzes 10 gesehen, sich nur abschnittsweise in Richtung Drehachse erstrecken. Beide Gruppen von Lüfterschaufeln 14, 16 sind dabei wechselweise am (Radial-)Lüfterrad 6 angeformt. Die Funktionsweise eines derartigen Radialgebläses ist bekannt und wird daher nicht näher erläutert. Wesentlich dabei ist, dass die Luft über den Axiallüfterkranz 8 angesaugt, um 90° umgelenkt, verdichtet und dann über den Radiallüfterkranz 10 ausgeblasen wird.
Zum Ausgleich von dynamischen Unwuchten des (Radial-)Lüfterrads 6 wird nach der Montage des Gebläsemoduls 2 im Bedarfsfall an einem äußeren radialen Enden einer langen Lüfterschaufel 14 ein als Ausgleichsgewicht dienendes Klammerelement, im folgenden als Wuchtklammer 18 bezeichnet, aufgesteckt bzw. befestigt.
Zur Sicherstellung einer dauerhaften Befestigung sind an der Innen- und Außenseite der langen Lüfterschaufeln 14 parallel zur Drehachse des Lüfterrads 6 verlaufende Nuten 20 und 22 eingebracht, in die – wie beispielsweise aus 6 ersichtlich – die Klemmkanten der Wuchtklammer 18 formschlüssig eingreifen kann. Damit ist sichergestellt, dass trotz hoher Gebläsedrehzahlen die Wuchtklammer 18 sicher an der Lüfterschaufel 14 befestigt ist. Die Länge der Nuten 20, 22 stimmt dabei im wesentlichen mit der Breite der Wuchtklammern 18 überein, so dass ein seitliches Verrutschen der Wuchtklammern 18 verhindert wird.
Das Auswuchten findet wie folgt statt. Das Gebläsemodul 2 wird im fertig montierten Zustand in eine Messeinrichtung eingespannt. Der Rotor, d. h. der Anker des Motors und das Lüfterrad 6 wird durch Einschalten des Motors in Rotation versetzt. Mit geeigneten Messfühlern werden die dynamischen Kräfte in den vorgegebenen Messebenen aufgenommen und die jeweilige Unwucht dem Bediener nach Betrag und Winkel angezeigt. Die Messeinrichtung errechnet hieraus die erforderliche Ausgleichmasse und den Ausgleichwinkel und zeigt dies dem Bediener entsprechend an. Der Bediener bringt entsprechend der Anzeige (incl. seiner Erfahrungen) die Wuchtklammern 18 an der entsprechenden Lüfterschaufel 14 an und startet anschließend eine Kontrollmessung. Das Gebläsemodul 2 wird dabei in zwei möglichst weit auseinander liegenden Ebenen ausgewuchtet. Nur so ist sichergestellt, dass einerseits das statische Gleichgewicht als auch der Momentenausgleich verbessert wird, wobei die zweite Ebene bei diesem Lüfter in dem Bereich liegt, der in 1 mit dem Bezugszeichen 9 gekennzeichnet ist.
Die Anzahl der erforderlichen Wuchtklammern 18 hängt vom Betrag und Winkellage der gemessenen Unwucht ab. Idealerweise gelingt der Wuchtausgleich bereits mit maximal zwei Wuchtklammern, d. h. eine Wuchtklammer pro Ebene. In der Praxis können durchaus zwei oder drei Wuchtklammern an unterschiedlichen Positionen je Ebene gesetzt werden, um ein ausreichendes Ergebnis zu erzielen.
Je Lüfterschaufel 14 sollte aber maximal nur eine Wuchtklammer 18 befestigt werden. Deshalb ist – wie in 6 dargestellt – die Länge der Nut 20, 22 entsprechend auf die Breite der Wuchtklammer 18 abgestimmt.
Die zuvor beschriebene Befestigung der Ausgleichsgewichte ist weder auf die Anzahl noch die Form der Lüfterschaufeln eingeschränkt. So ist die erfindungsgemäße Befestigung der Ausgleichsgewichte auch bei anderen Lüfterradtypen einsetzbar, beispielsweise bei solchen, die nur eine Gruppe von Lüfterschaufeln aufweisen.

Claims

Lüfterrad (6) für ein Gebläsemodul (2), mit einer Nabe (5) und einem Radiallüfterkranz (8), der aus einer Vielzahl von Lüfterschaufeln (12) aufgebaut ist, sowie mit Mitteln zur Beseitigung von Unwuchten des Lüfterrads (6), dadurch gekennzeichnet, dass am radialen Ende der Lüfterschaufeln (12) Ausgleichsgewichte (18) angeordnet sind.
Lüfterrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsgewichte als Klammerelemente (18) ausgebildet sind, die auf die Enden der Lüfterschaufeln (12) kraft- und/oder formschlüssig aufsteckbar sind.
Lüfterrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Innen- und Außenseite der Lüfterschaufeln (12) Nuten (20, 22) vorgesehen sind, in die die Klammerelemente (18) mit ihren Klemmkanten formschlüssig eingreifen.
Lüfterrad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Radiallüfterkranz (10) aus kurzen und langen Lüfterschaufeln (14, 16) besteht, wobei die Nuten (20, 22) am Ende der langen Lüfterschaufeln (14) ausgebildet sind.
Lüfterrad nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Lüfterrad (6) im Spritzgussverfahren herstellbar ist, wobei sich die Nuten (20, 22) im Spritzwerkzeug ohne Mehraufwand entformen lassen.
Gebläsemodul mit einer Antriebseinheit bestehend aus einem Elektromotor, auf dessen Antriebswelle ein Lüfterrad (6) drehfest angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Lüfterrad (6) Merkmale gemäß eines der Ansprüche 1 bis 5 aufweist.