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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gebläse, insbesondere Verbrennungsluftgebläse für ein Fahrzeugheizgerät, umfassend einen in einem Gebläsegehäuse ausgebildeten, sich ringartig um eine Drehachse erstreckenden und an einer ersten axialen Seite des Gebläsegehäuses offenen Förderkanal, ein mit einer zweiten axialen Seite der ersten axialen Seite des Gebläsegehäuses axial gegenüberliegendes, um die Drehachse drehbares Förderrad mit einem sich ringartig um die Drehachse erstreckenden und den Förderkanal überdeckenden Förderbereich sowie vorzugsweise einen Elektroantriebsmotor mit einer das Förderrad zur Drehung um die Drehachse antreibenden Motorwelle.
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Ein derartiges Gebläse ist aus der
DE 10 2008 047 909 A1 bekannt. Die Motorwelle des mit seinem Motorgehäuse an dem Gebläsegehäuse festgelegten Elektroantriebsmotors durchsetzt das Gebläsegehäuse und steht über die erste axiale Seite desselben über. Im freien Endbereich der Motorwelle ist das Förderrad drehfest mit der Motowerlle verbunden, so dass durch eine Rotation der Motorwelle des Förderrads zur Drehung um dessen Drehachse angetrieben wird. Das Förderrad liegt mit seiner dem Gebläsegehäuse zugewandten zweiten axialen Seite der ersten axialen Seite des Gebläsegehäuses gegenüber, wobei die erste axiale Seite des Gebläsegehäuses und die zweite axiale Seite des Förderrads jeweils in einer zur Drehachse im Wesentlichen orthogonalen Ebene und somit einander grundsätzlich im Wesentlichen parallel gegenüberliegen.
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Die 1 zeigt eine Schnittdarstellung eines Gebläses 10 mit einem Gebläsegehäuse 12. An einer ersten axialen Seite 14 desselben ist ein um eine Drehachse A sich ringartig erstreckender Förderkanal 16 derart vorgesehen, dass er mit grundsätzlich halbkreisartiger Querschnittsgeometrie zur ersten axialen Seite 14 hin offen ist. In einem nicht dargestellten Umfangsbereich ist der Förderkanal 16 durch einen Unterbrecherbereich unterbrochen, wobei am stromaufwärtigen Endbereich des Förderkanals 16 eine Eintrittsöffnung für das zu fördernde Medium, also beispielsweise Luft, gebildet ist, und am stromabwärtigen Endbereich, insbesondere im Bereich des Unterbrecherbereichs, eine Austrittsöffnung vorgesehen ist.
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Eine das Gebläsegehäuse 12 durchsetzende Motorwelle 18 eines nicht weiter dargestellen Elektroantriebsmotors, dessen Gehäuse an der von der ersten axialen Seite 14 abgewandten Rückseite des Gebläsegehäuses 12 festlegt sein kann, trägt in ihrem über die erste axiale Seite 14 des Gebläsegehäuses 12 hinaus stehenden Endbereich ein allgemein kreisscheibenartig ausgebildetes Förderrad 20. Dieses liegt mit einer zweiten axialen Seite 22 der ersten axialen Seite 14 des Gebläsegehäuses 12 axial, also in Richtung der Drehachse A, gegenüber.
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In einem dem Förderkanal 16 entsprechenden Förderbereich 24 ist das Förderrad 20 beispielsweise ebenfalls mit halbkreisartiger Querschnittsgeometrie bzw. einer halbkreisartigen, sich ringartig um die Drehachse A erstreckenden Einsenkung 26 ausgebildet, in welcher in Umfangsrichtung aufeinander folgend eine Vielzahl von Förderschaufeln 28 vorgesehen ist. Die der ersten axialen Seite 14 des Gebläsegehäuses 12 zugewandten Endkanten 30 der Förderschaufeln 28 schließen beispielsweise bündig mit der zweiten axialen Seite 22 ab. Vorzugsweise weist der Einsenkungsbereich 26 die gleiche radiale Erstreckung auf, wie der Förderkanal 16, so dass diese beiden Bereiche sich in ihrer Gesamtheit zu einem Kanalbereich mit im Wesentlichen kreisartiger Querschnittsgeometrie ergänzen.
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Man erkennt in 1, dass die erste axiale Seite 14 und die zweite axiale Seite 22 idealerweise in jeweiligen zur Zeichenebene der 1 und auch zur Drehachse A im Wesentlichen orthogonalen Ebenen E1 bzw. E2 liegen sollten, zueinander also einen im Wesentlichen konstanten axialen Abstand L1 aufweisen sollten. Es ist darauf hinzuweisen, dass im Sinne der vorliegenden Erfindung die erste axiale Seite 14 bzw. die zweite axiale Seite 16 jeweils im Wesentlichen definiert sind, durch eine von radial innen nach radial außen sich erstreckende Seite bzw. Fläche, wobei nicht zu berücksichtigen ist, dass dort, wo beispielsweise der Förderkanal 16 bzw. der Einsenkungsbereich 26 gebildet sind, das Gebläsegehäuse 12 ebenso wie das Förderrad 20 bezüglich dieser jeweiligen ersten bzw. zweiten axialen Seite 14, 22 axial zurückversetzte Oberflächenbereiche aufweisen.
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Aufgrund von unvermeidbaren Fertigungstoleranzen und aufgrund des Lagerspiels der Motorwelle 18 wird der in 1 dargestellte ideale Zustand tatsächlich nicht erreicht werden. Vielmehr wird ein in 2 übertrieben dargestellter Zustand vorhanden sein, in welchem das Förderrad 20 bezüglich des Gebläsegehäuses 12 so orientiert ist, dass die erste axiale Seite 14 und die zweite axiale Seite 22 zueinander geneigt sind. Auch im Rotationszustand auftretende Vibrationen können zu einer zusätzlichen Taumelbewegung des Förderrads 20 führen, welche einer grundsätzlich bereits vorhandenen Schrägstellung überlagert wird. Dies führt dazu, dass der gegenseitige Abstand L, der in 1 mit der Größe L1 vorgesehen ist und der zum Vermeiden von Druckverlusten möglichst gering sein sollte, so groß gewählt sein muss, dass auch unter ungünstigsten Neigungszuständen ein minimaler Abstand L2 im radial äußeren Bereich nicht unterschritten wird, um zu vermeiden, dass im Rotationsbetrieb das Förderrad 20 in Kontakt mit dem Gebläsegehäuse 12 tritt, was einerseits zu Verschleiß führen kann, andererseits zu erhöhten Betriebsgeräuschen führen kann.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gebläse, insbesondere ein Verbrennungsluftgebläse für ein Fahrzeugheizgerät vorzusehen, welches bei erhöhter Fördereffizienz eine geminderte Gefahr eines gegenseitigen Kontakts zwischen dem Förderrad und dem Gebläsegehäuse aufweist.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Gebläse, insbesondere Verbrennungsluftgebläse für ein Fahrzeugheizgerät, umfassend einen in einem Gebläsegehäuse ausgebildeten, sich ringartig um eine Drehachse erstreckenden und an einer ersten axialen Seite des Gebläsegehäuses offenen Förderkanal und ein mit einer zweiten axialen Seite der ersten axialen Seite des Gebläsegehäuses axial gegenüberliegendes, um die Drehachse drehbares Förderrad mit einem sich ringartig um die Drehachse erstreckenden und den Förderkanal überdeckenden Förderbereich.
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Dabei ist weiter vorgesehen, dass ein axialer Abstand zwischen der zweiten axialen Seite des Förderrads und der ersten axialen Seite des Gebläsegehäuses von radial innen nach radial außen wenigstens bereichsweise zunimmt.
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Bei dem erfindungsgemäßen Aufbau nimmt der gegenseitige Abstand zwischen der ersten axialen Seite und der zweiten axialen Seite von radial innen nach radial außen zu, was dazu führt, dass diese beiden axialen Seiten sich im radial inneren Bereich mit geringerem Abstand gegenüberliegen, als im radial äußeren Bereich. Die vorangehend angesprochenen unvermeidbaren Neigungszustände zwischen dem Förderrad und dem Gebläsegehäuse, welche zur Folge haben, dass die erste axiale Seite und die zweite axiale Seite sich zumindest in einem Umfangsbereich gegenseitig annähern, können somit durch die zunehmende Beabstandung nach radial außen hin kompensiert werden, wobei gleichwohl die Möglichkeit geschaffen ist, dass im radial inneren Bereich das Förderrad und das Gebläsegehäuse einen vergleichsweise geringen Abstand zueinander aufweisen. Somit wird die Gefahr des Inkontakttretens dieser beiden Baugruppen vermieden, gleichzeitig wird ein übermäßig großer Abstand zwischen diesen beiden Baugruppen vermeiden, was zu einer erhöhten Fördereffizienz beiträgt.
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Bei einer baulich besonders einfach zu realisierenden und hinsichtlich der Fördereffizienz vorteilhaften Ausgestaltungsvariante wird vorgeschlagen, dass die erste axiale Seite in einer zur Drehachse im Wesentlichen orthogonalen Ebene liegt.
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Um den zunehmenden Abstand zwischen der ersten axialen Seite und der zweiten axialen Seite nach radial außen hin erreichen zu können, wird vorgeschlagen, dass die zweite axiale Seite zu einer zur Drehachse im Wesentlichen orthogonalen Ebene wenigstens bereichsweise angewinkelt ist. Beispielsweise kann hier vorgesehen sein, dass das Förderrad in dem bezüglich der zur Drehachse im Wesentlichen orthogonalen Ebene angewinkelten Bereich der zweiten axialen Seite kegelartig ausgebildet ist. Die kegelartige Ausgestaltung des Förderrads hat zur Folge, dass bei maximalem Neigungsvermögen des Förderrads bezüglich des Gebläsegehäuses der zwischen dem Förderrad und dem Gebläsegehäuse eingeschlossenen Volumenbereich minimiert werden kann.
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Der Winkel, mit welchem die erste axiale Seite bezüglich der zweiten axialen Seite oder/und der zur Drehachse im Wesentlichen orthogonalen Ebene geneigt ist, kann im Bereich von 0,1° bis 0,6°, vorzugsweise bei etwa 0,35°, liegen. Da die Gefahr des gegenseitigen Inkontakttretens primär im radial äußeren Bereich besteht, wird weiter vorgeschlagen, dass die zweite axiale Seite im radialen Bereich des Förderbereichs bezüglich der zur Drehachse im Wesentlichen orthogonalen Ebene angewinkelt ist. Im radial inneren Bereich, in welchem auch größere gegenseitige Neigungen zwischen dem Förderrad und dem Gebläsegehäuse nur eine geringere axiale Annäherung bewirken, kann vorgesehen sein, dass die zweite axiale Seite in einem Bereich radial innerhalb des Förderbereichs sich zur ersten axialen Seite im Wesentlichen parallel erstreckt.
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Eine vergleichsweise geringe Gefahr eines gegenseitigen Inkontakttretens bei gleichzeitig auch minimalen Druckverlusten kann erreicht werden, wenn der axiale Abstand zwischen der ersten axialen Seite und der zweiten axialen Seite im radial äußeren Bereich im Bereich von 0,2 mm bis 0,4 mm, vorzugsweise bei etwa 0,3 mm, liegt, oder/und wenn der axiale Abstand zwischen der ersten axialen Seite und der zweiten axialen Seite im radial inneren Bereich im Bereich von 0,05 mm bis 0,2 mm, vorzugsweise bei etwa 0,1 mm, liegt.
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Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn ein Verhältnis zwischen dem axialen Abstand der ersten axialen Seite zur zweiten axialen Seite im radial äußeren Bereich zum Außendurchmesser des Förderrads im Bereich von 0,002 bis 0,005, vorzugsweise bei etwa 0,0035, liegt. Ein Verhältnis in diesem Bereich gewährleistet, dass unabhängig von der exakten Größe des Förderrads die aufgrund der vorangehend angesprochenen Fertigungstoleranzen bzw. des Lagerspiels zu erwartenden Neigungen nicht zu einem gegenseitigen Kontakt zwischen dem Förderrad und dem Gebläsegehäuse führen können.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Figuren detailliert beschrieben. Es zeigt:
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1 eine Längsschnittdarstellung eines Gebläses mit zueinander parallel orientiertem Förderrad und Gebläsegehäuse;
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2 das Gebläse der 1 mit zueinander geneigtem Förderrad und Gebläsegehäuse;
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3 ein mit kegelstumpfartiger Kontur ausgebildetes Förderrad mit Positionierung im Wesentlichen parallel zum Gebläsegehäuse;
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4 das Gebläse der 3 mit zueinander geneigtem Förderrad und Gebläsegehäuse.
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Die 3 zeigt ein erfindungsgemäß aufgebautes Gebläse 10, dessen Aufbau grundsätzlich dem vorangehend mit Bezug auf die 1 und 2 beschriebenen Gebläse 10 entspricht. Es wird diesbezüglich auf die vorangehenden Ausführungen verwiesen. Erkennbar ist in 3, dass das Förderrad 20 an seiner zweiten axialen Seite 22 mit allgemein kegelstumpfartiger Kontur ausgebildet ist, während das Gebläsegehäuse 10 mit seiner ersten axialen Seite 14 auch bei dieser Ausgestaltung eines Gebläses 10 in einer zur Drehachse A im Wesentlichen orthogonalen Ebene E1 liegt. Dies führt zu einer Konfiguration, bei welcher das Förderrad 20 in einem radial inneren Bereich 32, beispielsweise ausgehend von dem Angrenzungsbereich an die Motorwelle 18, sich im Wesentlichen parallel zur ersten axialen Seite 14 erstreckt, so dass, ähnlich wie dies in 1 angedeutet ist, in diesem Bereich nicht nur die erste axiale Seite 14, sondern auch die zweite axiale Seite 22 jeweils parallel zu einer zur Drehachse A im Wesentlichen orthogonalen Ebene E1 bzw. in einer derartigen Ebene E1 liegend positioniert sind. In einem weiter radial außen dann folgenden Bereich 34 ist die zweite axiale Seite 22 mit einer im Wesentlichen einer Kegelfläche entsprechenden Kontur ausgebildet und somit bezüglich der ersten axialen Seite 14 bzw. auch der zur Drehachse A im Wesentlichen orthogonalen Ebene E1 und einem Winkel α geneigt. Dieser Winkel kann im Bereich von 0,1° bis 0,6°, vorzugsweise bei etwa 0,35° liegen. Es ist darauf hinzuweisen, dass diesbezüglich die Darstellung der 3 die Neigung des Förderrads 20 an seiner zweiten axialen Seite 22 übertrieben zeigt. Es ist weiter darauf hinzuweisen, dass der hier angegebene Winkel für denjenigen Fall betrachtet ist, dass das Förderrad 20 in seiner in 3 dargestellten idealen, nicht schräg gestellten Positionierung bezüglich des Gebläsegehäuses 12 angeordnet ist. Dies bedeutet, dass im Sinne der vorliegenden Erfindung dieser Neigungswinkel derjenige Winkel ist, mit welchem der angewinkelte Bereich 34 der zweiten axialen Seite 22 bezüglich einer zur theoretisch vorgesehenen Drehachse A orthogonalen Ebene und im vorliegenden Falle auch bezüglich des radial inneren Bereichs 32 der zweiten axialen Seite 22 geneigt ist.
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Aufgrund der Neigung im radial äußeren Bereich 34, welcher auch den Förderbereich 24 radial überdeckt, nimmt der axiale Abstand L zwischen der ersten axialen Seite 14 und der zweiten axialen Seite 22 nach radial außen bis zu einem maximalen gegenseitigen Abstand L3 zu. Bei der in 3 dargestellten idealen Positionierung des Förderrads 20 bezüglich des Gebläsegehäuses 12 kann dieser maximale Abstand L3, welcher beispielsweise im radial äußeren Bereich bzw. im Bereich radial außen anschließend an den Förderkanal 16 bzw. den Einsenkungsbereich 26 vorgesehen sein kann, in Umfangsrichtung gleichmäßig bei etwa 0,2 mm bis 0,4 mm, vorzugsweise etwa 0,3 mm, liegen. Aufgrund der Neigung nimmt nach radial innen hin dieser gegenseitige Abstand ab und kann im Bereich 32 im Bereich von 0,05 mm bis 0,2 mm, vorzugsweise bei etwa 0,1 mm, liegen.
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Gelangt aufgrund von Fertigungs- oder Montageungenauigkeiten oder aufgrund von im Rotationsbetrieb auftretenden Stößen das Förderrad 20 in den in 4 erkennbaren geneigten Zustand bezüglich des Gebläsegehäuses 12, so nimmt auch unter ungünstigsten Umständen aufgrund der für das Förderrad 20 gewählten Neigung der gegenseitige axiale Abstand L zwischen der ersten axialen Seite 14 und der zweiten axialen Seite 22 nicht unter den Mindestabstand L4 ab, welcher beispielsweise dem auch in 2 erkennbaren Abstand L2 entsprechen kann, während der in 3 dargestellte maximale Abstand L3 dem in 1 erkennbaren Abstand L1 entsprechen kann.
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Aus der vorangehenden Darstellung ist erkennbar, dass selbst dann, wenn das Förderrad 20 so gestaltet ist, dass in seinem radial äußeren Bereich der maximale Abstand L3 demjenigen Abstand entspricht, der aus Sicherheitsgründen bei dem in 1 dargestellten Aufbau als Abstand L1 zu wählen wäre, eine größere Spaltbreite zwischen dem Gebläsegehäuse 12 und dem Förderrad 20 vermieden wird, gleichzeitig aber das freie Volumen, das zwischen der ersten axialen Seite 14 und der zweiten axialen Seite 22 begrenzt ist, deutlich verringert ist, was ein Vergleich der 1 und 3 zeigt. Bei Vermeidung eines gegenseitigen Kontakts zwischen dem Förderrad 20 und dem Gebläsegehäuse 12 wird somit das Spaltvolumen zwischen diesen beiden Baugruppen verringert, was zu einer erhöhten Fördereffizienz beiträgt.
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Um die Erfindungslehre eines zunehmenden gegenseitigen Abstands zwischen dem Förderrad 22 und dem Gebläsegehäuse 12 nach radial außen unabhängig von der Dimensionierung, also auch unabhängig von der Baugröße des Gebläses 10 zuverlässig realisieren zu können, ist es vorteilhaft, wenn ein Verhältnis zwischen dem maximalen gegenseitigen Abstand L3 zwischen der ersten axialen Seite 24 und der zweiten axialen Seite 22 und dem Außendurchmesser D des Förderrads 20 unter der Annahme einer idealen, also im Wesentlichen parallelen Orientierung des Förderrads 20 bezüglich des Gebläsegehäuses 12 bzw. der ersten axialen Seite 14 im Bereich von 0,002 bis 0,005, vorzugsweise bei etwa 0,0035 liegt.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass dieses Erfindungsprinzip in baulich besonders einfacher Weise zu realisieren ist, wenn die bezüglich einer zur Drehachse A wenigstens bereichsweise geneigte Ausgestaltung einer axialen Seite an dem im Allgemeinen als Kunststoffdruckgussteil herzustellenden Förderrad 20 vorgesehen ist. Alternativ oder zusätzlich könnte eine entsprechend gegenläufige Anstellung bzw. Neigung auch im Bereich des Gebläsegehäuses 12 realisiert sein. Des Weiteren ist es besonders vorteilhaft, die Neigung einer axialen Seite mit im Weesentlichen geradlinigem Erstreckungsverlauf, also als Kegelfläche bzw. als Kegelstumpf auszugestalten. Grundsätzlich könnte der zunehmende Abstand zwischen den beiden betrachteten axialen Seiten jedoch auch erreicht werden, wenn der entsprechende geneigte oder sich zunehmend von der jeweils anderen axialen Seite entfernende Bereich einer axialen Seite zumindest bereichsweise gekrümmt ausgebildet ist.
