DE102016118504A1

DE102016118504A1 - Gebläserad einer Gebläseanordnung für ein Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs und Verfahren zur Herstellung des Gebläserades

Info

Publication number: DE102016118504A1
Application number: DE102016118504.3A
Authority: DE
Inventors: Torsten Klein; Thomas Alberternst
Original assignee: Hanon Systems Corp
Current assignee: Hanon Systems Corp
Priority date: 2016-09-29
Filing date: 2016-09-29
Publication date: 2018-03-29
Also published as: KR20180035651A; KR102069604B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gebläserad (4, 4a, 4b, 4c) einer Gebläseanordnung (1) für ein Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs. Das Gebläserad (4, 4a, 4b, 4c) weist dabei zueinander beabstandet angeordnete Schaufelelemente (5, 5a, 5b, 5c) zum Fördern des Fluids, ein Grundelement (9) und einen Mantelring (12) auf. Die sich zwischen dem Grundelement (9) und dem Mantelring (12) erstreckenden sowie auf dem Grundelement (9) angeordneten Schaufelelemente (5, 5a, 5b, 5c) sind mit einer Anströmkante (7) und einer Abströmkante (8) ausgebildet. Dabei sind die Anströmkanten (7) in einem Anströmwinkel (β1), einen inneren Durchmesser (D1) beschreibend und die Abströmkanten (8) in einem Abströmwinkel (β2), einen äußeren Durchmesser (D2) des Gebläserades (4, 4a, 4b, 4c) beschreibend angeordnet. Die Schaufelelemente (5, 5a, 5b, 5c) sind mit dem Grundelement (9) und dem Mantelring (12) derart beweglich verbunden, dass die Stellung der Anströmkanten (7) abhängig von der Drehzahl des Gebläserades (4, 4a, 4b, 4c) zwischen zwei Endstellungen variiert und die Anordnung der Abströmkanten (8) am äußeren Durchmesser (D2) unverändert bleibt. Der innere Durchmesser (D1) wird dabei mit größer werdender Drehzahl vergrößert und der äußere Durchmesser (D2) bleibt konstant. Die Erfindung betrifft zudem Verfahren zum Herstellen des Gebläserades.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gebläserad einer Gebläseanordnung für ein Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs. Die Gebläseanordnung weist ein Gehäuse mit einem Fluideinlass für ein durchströmendes Fluid auf. Das Gebläserad ist innerhalb des Gehäuses um eine Rotationsachse rotierbar gelagert angeordnet und mit zueinander beabstandet angeordneten Schaufelelementen zum Fördern des Fluids, einem Grundelement sowie einem Mantelring ausgebildet. Die sich zwischen dem Grundelement und dem Mantelring erstreckenden und auf dem Grundelement angeordneten Schaufelelemente weisen jeweils eine Anströmkante und eine Abströmkante auf. Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zum Herstellen des Gebläserades.
In der Kraftfahrzeugindustrie werden herkömmliche Radialgebläse in Verbindung mit einem Klimatisierungssystem eingesetzt, um einen Luftmassenstrom durch das Klimatisierungssystem zu fördern. Dabei wird die Luft mit Hilfe eines elektrisch angetriebenen Radialgebläses, aufweisend ein Gebläserad, durch eine in einem Gehäuse ausgebildete Einlassöffnung in das Gehäuse angesaugt. Das Gebläserad weist gekrümmte Schaufelelemente auf, durch deren Bewegung die Luft entlang einer Rotationsachse axial in das Gebläserad einströmt und radial aus dem Gebläserad in einen im Gehäuse ausgebildeten Luftkanal ausströmt. Anschließend wird der Luftmassenstrom konditioniert und dem Fahrgastraum zugeführt. Die bekannten mit einem Radialgebläse ausgebildeten Klimatisierungssysteme sind im Betrieb mit einer hohen, durch Strömung beziehungsweise Vibrationen hervorgerufenen Geräuschemission verbunden. Radialgebläse erzeugen zudem unter extremen Fahrbedingungen einen unzureichenden Luftmassenstrom für ein gewünschtes Maß an Komfort im Fahrgastraum.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, die Gebläseräder aus Kunststoff, beispielsweise aus Polypropylen, gegebenenfalls mineralfaserverstärkt und/oder glasfaserverstärkt herzustellen. Die Gebläseräder werden dabei gespritzt. Die Schaufelelemente sind fixiert, das heißt unbeweglich angeordnet und weisen insbesondere eine feststehende Anströmkante, auch als Eintrittskante bezeichnet, auf. Herkömmliche Gebläseräder der Gebläseanordnungen sind für einen speziellen Betriebspunkt ausgelegt, in welchem die Anordnung mit der größten Effizienz und damit dem größten Gesamt-Wirkungsgrad betrieben werden kann. Ein bekanntes Mehrfachschaufel-Gebläserad mit vorwärts gekrümmten Schaufelelementen ist jedoch für den Betrieb mit unterschiedlichen Drehzahlen und somit unterschiedlichen Geschwindigkeiten sowie Gegendrücken auszulegen. Infolge der festen Anordnung und Geometrie der Schaufelelemente weist die Gebläseanordnung als eine Kombination aus Motor, Fluideinlass, Auslassspirale und Gebläserad im Allgemeinen lediglich den einen Arbeitspunkt mit einem optimalen Gesamt-Wirkungsgrad auf. Gebläseräder mit flexibel angeordneten, das heißt meist um eine Rotationsachse beweglichen, Schaufelelementen dienen dem Verbessern dieses Verhaltens. Bekannte Gebläseräder sind mit Schaufelelementen mit jeweils einer flexibel anordenbaren Abströmkante, auch als Hinterkante oder Ausströmkante bezeichnet, ausgebildet, welche jedoch den maximal möglichen Luftmassenstrom, beispielsweise der Gebläseräder mit fest angeordneten Schaufelelementen, nicht erreichen. Darüber hinaus sind Gebläseräder mit flexibel angeordneten Schaufelelementen, insbesondere aufgrund einer Vielzahl von Komponenten, sehr aufwändig herzustellen und teurer zu montieren. Während die geringere Gesamteffizienz beziehungsweise der geringere Luftmassenstrom infolge der flexibel angeordneten Schaufelelemente des Gebläserades mit flexiblen Abströmkanten der Schaufelelemente akzeptiert werden könnte, so werden die Gebläseräder mit flexiblen Schaufelelementen aufgrund der höheren Herstellungskosten und der komplexeren Montage im Vergleich zu den Gebläserädern mit starren Schaufelelementen nicht verwendet.
Aus den 1, 2a und 2b gehen Gebläseanordnungen 1, 1' zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug aus dem Stand der Technik mit einem Motor 2, einem Gehäuse 3 mit einem Fluideinlass 3a und einer Auslassspirale 3b sowie einem Gebläserad 4, 4' hervor. Das Gebläserad 4, 4' ist mit mehreren zueinander gleichmäßig beabstandet angeordneten, vorwärts gekrümmten Schaufelelementen 5, 5' ausgebildet und innerhalb des Gehäuses 3 um eine Rotationsachse 6 rotierbar gelagert. Die Schaufelelemente 5, 5' sind in Richtung der Rotationsachse 6 ausgerichtet. Das Gebläserad 4' weist dabei charakteristische Abmessungen, wie einen inneren Durchmesser D₁, einen äußeren Durchmesser D₂ und eine Breite B auf, was insbesondere in 2a gezeigt ist. Bei der Gebläseanordnung 1, 1‘ mit unbeweglich angeordneten Schaufelelementen 5, 5‘ sind die Werte der Durchmesser D₁, D₂ konstant. Aus 2b gehen die unterschiedlichen Winkel der Schaufelelemente 5‘ in Bezug auf die Anordnung am Gebläserad 4‘ in Kombination mit der Strömungsrichtung des zu fördernden Fluids hervor. Das Fluid wird durch den Fluideinlass 3a angesaugt und strömt in Richtung der Rotationsachse 6 axial in das Gebläserad 4‘ ein, wird im Bereich der Schaufelelemente 5‘ umgelenkt und strömt radial aus dem Gebläserad 4‘ in die Auslassspirale 3b des Gehäuses 3 aus. Das Fluid trifft folglich auf die Anströmkante der Schaufelelemente 5‘, welche im Anströmwinkel β₁ ausgerichtet sind, und strömt von der Abströmkante der Schaufelelemente 5‘ ab, welche im Abströmwinkel β₂ angeordnet sind. Die Schaufelelemente 5‘ weisen somit einen Anströmwinkel β₁, welcher auch als Einlasswinkel bezeichnet wird, sowie einen Abströmwinkel β₂, welcher auch als Auslasswinkel bezeichnet wird, auf.
Die 3a, 3b, 3c zeigen jeweils ein Gebläserad 4‘, 4‘‘, 4‘‘‘ mit einem Grundelement 9 und einem Schaufelelement 5‘, 5‘‘, 5‘‘‘ aus dem Stand der Technik.
Dabei geht aus 3a ein Gebläserad 4‘ mit einem starren Schaufelelement 5‘ für jeden Betriebspunkt hervor. Die jeweils fixiert und unbeweglich angeordneten Anströmkante 7' und Abströmkante 8‘ sind stets in einem konstanten Anströmwinkel β₁ beziehungsweise in einem konstanten Abströmwinkel β₂ ausgerichtet. Für Gebläseräder 4‘ mit starren Schaufelelementen 5‘ gibt es einen Standard-Auslegungspunkt, in welchem der Motor 2, das Gebläserad 4‘ und die Auslassspirale 3b des Gehäuses 3 die beste Kombination aufweisen. Die Schaufelelemente 5‘ des Gebläserades 4‘ sind starr, die Geometrie ist von den unterschiedlichen Betriebspunkten unabhängig. Es wird akzeptiert, dass die Gesamteffizienz der Anordnung nicht maximal ist, welche mit den drei Komponenten erreichbar ist, wenn die geometrischen Abmessungen aneinander angepasst werden würden. 3b offenbart ein Gebläserad 4‘‘ mit einem Schaufelelement 5‘‘ mit flexibler Abströmkante 8‘‘. Während die fixiert und unbeweglich angeordnete Anströmkante 7‘‘ stets in einem konstanten Anströmwinkel β₁ ausgerichtet ist, ist der Abströmwinkel β₂ der Abströmkante 8‘‘ variierbar. Die Bewegung der Abströmkante 8‘‘ und damit die Veränderung des Abströmwinkels β₂ ist mit Hilfe des Pfeils angedeutet. In 3c ist ein Gebläserad 4‘‘‘ mit einem Schaufelelement 5‘‘‘ mit flexibler Anströmkante 7‘‘‘ und flexibler Abströmkante 8‘‘‘ dargestellt. Mit den beweglich angeordneten Anströmkante 7‘‘‘ und Abströmkante 8‘‘‘ sind sowohl der Anströmwinkel β₁ als auch der Abströmwinkel β₂ variierbar. Die Bewegungen der Anströmkante 7‘‘‘ und Abströmkante 8‘‘‘ und damit die Veränderungen des Anströmwinkels β₁ und des Abströmwinkels β₂ sind mit den Pfeilen verdeutlicht.
In der JP 2004 353593 A wird ein Mehrfachschaufel-Gebläserad eines Lüfters beschrieben. Der Lüfter weist an einer Hauptplatte angeordnete bewegliche Anschläge auf, welche jeweils in Verbindung mit einer Vielzahl von Schaufelelementen derart ausgebildet sind, dass sich die Abströmwinkel der drehbar angeordneten Schaufelelemente je nach Drehung des Gebläserades verändern. Die beweglichen Anschläge weisen jeweils eine innerhalb der Hauptplatte ausgebildete Vertiefung und eine Blattfeder oder einen Gummiblock auf. Die Schaufelelemente sind dabei mit einem unteren Ende, ebenso wie eine Blattfeder oder ein Gummiblock, innerhalb der Vertiefung angeordnet.
Auch aus der JP 199490101696 A geht ein Mehrfachschaufel-Gebläserad eines Lüfters mit flexiblen beziehungsweise beweglichen Abströmkanten der Schaufelelemente hervor. Die Abströmwinkel sind dabei von der Drehzahl des Gebläserades abhängig. Je höher die Drehzahl des Gebläserades ist, umso kleiner wird auch der äußere Durchmesser D₂ des Gebläserades und um so größer wird der Abströmwinkel β₂.
Im Vergleich zur JP 199490101696 A werden in der JP 2004 353593 A steif ausgebildete Schaufelelemente offenbart, welche als lose Elemente zwischen einem oberen Mantelring und einem Grundelement beweglich gehaltert sind. In beiden Ausführungen ist der äußere Durchmesser des Gebläserades variabel. Darüber hinaus werden die Gebläseräder aus losen Teilen mit herkömmlichen Lagern zusammengesetzt, was zu Lärmemissionen führt und die Komplexität des Gebläserades erhöht. Die Bewegungen der Schaufelelemente müssen zudem über zusätzliche Elemente gesteuert werden.
Aus dem Stand der Technik sind zudem Gebläseräder bekannt, bei welchen mit höherer Betriebsspannung und damit höherer Drehzahl des Gebläserades die Abströmwinkel der Schaufelelemente kleiner werden und sich der äußere Durchmesser des Gebläserades vergrößert.
In der KR 2010 0005802 A wird ein Mehrfachschaufel-Gebläserad eines Lüfters offenbart, bei welchen zum einen mit höherer Betriebsspannung und damit bei höherer Drehzahl des Gebläserades die Abströmwinkel der Schaufelelemente größer werden und sich der äußere Durchmesser des Lüfterrades verkleinert, während gleichzeitig auch die Anströmwinkel der Schaufelelemente und der innere Durchmesser des Gebläserades größer werden. Im Vergleich dazu wird ebenfalls gezeigt, dass mit höherer Betriebsspannung und damit höherer Drehzahl des Gebläserades die Abströmwinkel der Schaufelelemente kleiner werden und sich der äußere Durchmesser des Gebläserades vergrößert, während gleichzeitig auch die Anströmwinkel der Schaufelelemente und der innere Durchmesser des Gebläserades kleiner werden. Die Schaufelelemente sind über Lager, welche in der Mitte der an den Enden der Schaufelelemente ausgebildeten Seitenkanten angeordnet sind, beweglich gehaltert. Auch mit dieser Anordnung ist der äußere Durchmesser des Gebläserades variabel. Zudem ist das Gebläserad aus einer Vielzahl von losen Elementen zusammengesetzt, was die Komplexität und damit die Kosten der Herstellung erhöht. Die Lagerung der Schaufelelemente führt zu erheblichen Lärmemissionen.
Die Mehrfachschaufel-Gebläseräder der Lüfter des Standes der Technik zeigen, dass mit dem Gebläserad mit starren Schaufelelementen beim Betrieb mit maximaler Betriebsspannung und damit maximaler Drehzahl und maximalem Luftmassenstrom des Lüfters im Vergleich der unterschiedlichen Ausbildungen der Gebläseräder der höchste Luftmassenstrom erreicht wird. Beim Betrieb mit geringer Betriebsspannung weisen die Gebläseräder mit flexibler Geometrie der Schaufelelemente und größerem Außendurchmesser eine höhere Gesamteffizienz beziehungsweise einen größeren Gesamt-Wirkungsgrad als das Gebläserad mit starren Schaufelelementen auf. Zusammenfassend zeigen die Gebläseräder mit flexibler Anordnung der Abströmkanten der Schaufelelemente Vorteile beim Betrieb mit geringer Betriebsspannung, aber auch Mängel in Bezug auf den erreichbaren Luftmassenstrom beim Betrieb mit hohen Betriebsspannungen.
Unter der Annahme, dass die Einstellungen des Motors und der Erweiterungswinkel der Auslassspirale des Gehäuses jeweils gleich sind, sind sowohl die Motoreinstellung als auch der Bauraum der Gebläseanordnung, insbesondere des Gebläserades, festgelegt. Die Dimensionen für die maximalen Abmessungen der Auslassspirale und der maximale Außendurchmesser des Gebläserades sind definiert. Unter der Vorgabe von vier Betriebspunkten der Gebläseanordnung wird eine Gesamt-Verbesserung des Betriebs angestrebt. Als die vier Betriebspunkte gelten zwei Einstellungen mit hoher Spannung und damit hoher Drehzahl des Gebläses, zum Beispiel beim Betrieb zum Abkühlen oder Erwärmen der Zuluft für einen Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs, eine Einstellung mit geringer Spannung und damit geringer Drehzahl des Gebläses, zum Beispiel beim Betrieb im Komfort-Modus, und je eine Einstellung mit geringem Gegendruck, wie beim Betrieb zum direkten Anblasen der Insassen des Fahrgastraums durch Luftauslässe im Armaturenbrett und eine Einstellung mit hohem Gegendruck, wie beim Betrieb zum Ausblasen der Luft in den Fußraum. Die Werte der Gegendrücke sind konstant. Die Einstellungen der Werte beim Betrieb mit geringen Spannungen sind leicht variabel, da davon ausgegangen wird, dass bei einer speziellen Gebläsestufe ein definierter Luftvolumenstrom, beispielsweise etwa 60 l/s, zum direkten Anblasen der Insassen durch die Luftauslässe im Armaturenbrett, und beispielsweise etwa 45 l/s zum Ausblasen der Luft in den Fußraum, in den Fahrgastraum zu fördern ist. Beim Betrieb mit hohen Spannungen wird die maximale Spannung auf 12,8 V eingestellt. Bei den Einstellungen des Betriebs mit hoher Spannung ist der Luftmassenstrom relevant, um das Abkühlen oder das Erwärmen des Fahrgastraums als Komfort zu gewährleisten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die bekannten Gebläseanordnungen derart weiterzubilden, den Leistungsbedarf und Energieverbrauch zu minimieren und damit zugleich die Effizienz und den Gesamt-Wirkungsgrad beim Betrieb der Gebläseanordnung und damit eines Klimatisierungssystems zu maximieren. Der vom Gebläse geförderte Luftmassenstrom ist zu steigern, um zum Beispiel das gewünschte Maß an Komfort im Fahrgastraum zu erreichen, ohne dabei den Platzbedarf des Gehäuses zu erhöhen. Die Herstellungskosten und die Wartungskosten der Gebläseanordnung sowie die Lärmemission sind zu minimieren.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände mit den Merkmalen der selbstständigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Die Aufgabe wird durch ein erfindungsgemäßes Gebläserad einer Gebläseanordnung für ein Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs gelöst. Die Gebläseanordnung weist dabei ein Gehäuse mit einem Fluideinlass für ein durchströmendes Fluid auf. Das innerhalb des Gehäuses in einer Drehrichtung um eine Rotationsachse rotierbar gelagert angeordnete Gebläserad ist mit zueinander beabstandet angeordneten Schaufelelementen zum Fördern des Fluids, einem Grundelement und einem Mantelring ausgebildet. Die sich zwischen dem Grundelement und dem Mantelring erstreckenden und auf dem Grundelement angeordneten Schaufelelemente sind jeweils mit einer Anströmkante und einer Abströmkante ausgebildet. Dabei sind die Anströmkanten in einem Anströmwinkel, einen inneren Durchmesser beschreibend und die Abströmkanten in einem Abströmwinkel, einen äußeren Durchmesser des Gebläserades beschreibend angeordnet.
Die Anströmkanten der Schaufelelemente sind dabei auf dem inneren Durchmesser angeordnet, während die Abströmkanten auf dem äußeren Durchmesser angeordnet sind. Darunter ist zu verstehen, dass der innere Durchmesser entlang der Anströmkanten und der äußere Durchmesser entlang der Abströmkanten verläuft. Die Gebläseanordnung ist insbesondere als ein Trommelläufergebläse ausgebildet, wobei das Gebläserad auch als Trommelläufer bezeichnet wird. Der Trommelläufer ist dabei bevorzugt mit vorwärts gekrümmten Schaufelelementen ausgebildet. Das Grundelement und der Mantelring sind vorteilhaft in zwei parallel und beabstandet zueinander angeordneten Ebenen ausgerichtet.
Nach der Konzeption der Erfindung sind die Schaufelelemente mit dem Grundelement und dem Mantelring derart beweglich verbunden, dass die Stellung der Anströmkanten abhängig von der Drehzahl des Gebläserades zwischen zwei Endstellungen variiert und die Anordnung der Abströmkanten am äußeren Durchmesser unverändert bleibt. Dabei vergrößert sich der innere Durchmesser mit größer werdender Drehzahl. Der äußere Durchmesser bleibt konstant.
Die Stellung, das heißt die Anordnung der Anströmkante ist zwischen den beiden Endstellungen vorteilhaft stufenlos beweglich. Sowohl der Abströmwinkel als auch der Anströmwinkel der Schaufelelemente sind bevorzugt variabel.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind zwischen dem Grundelement und dem Mantelring Verbindungselemente ausgebildet. Dabei sind die Verbindungselemente an einem Außenrand des Grundelements angeordnet.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Schaufelelemente jeweils im Bereich der Abströmkante an einem ersten Ende mit dem Grundelement und an einem zweiten Ende mit dem Mantelring derart verbunden, dass die Schaufelelemente um eine entlang der Abströmkante verlaufende Rotationsachse verdrehbar angeordnet sind. Die Vorderkanten, das heißt die Anströmkanten, der bevorzugt im Bereich des Außendurchmessers des vorteilhaft kreisförmig ausgebildeten Grundelements angeordneten Schaufelelemente sind dabei beweglich, während der äußere Durchmesser konstant bleibt. Die Anströmkanten und die Abströmkanten der Schaufelelemente erstrecken sich vorteilhaft zwischen zwei Seitenkanten, welche das erste Ende und das zweite Ende des Schaufelelements bilden.
Nach einer ersten alternativen Ausgestaltung der Erfindung sind die Schaufelelemente jeweils mit der Abströmkante an einem sich zwischen dem Grundelement und dem Mantelring erstreckenden Verbindungselement angeordnet.
Nach einer zweiten alternativen Ausgestaltung der Erfindung sind die Schaufelelemente jeweils über ein Lager mit dem Grundelement und dem Mantelring verbunden. Damit sind die Schaufelelemente am Grundelement und am Mantelring flexibel beweglich befestigt. Die Lager sind vorteilhaft aus einem flexibel verformbaren Material ausgebildet.
Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass die Schaufelelemente aus einem flexibel verformbaren Material ausgebildet sind. Damit sind die Schaufelelemente in sich selbst flexibel verformbar. Nach einer alternativen Ausgestaltung sind die Schaufelelemente aus einem biegesteifen, starren Material, wie beispielsweise das Grundelement und der Mantelring, ausgebildet.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das Grundelement im Bereich des ersten Endes der Schaufelelemente jeweils eine Ausnehmung auf. Innerhalb der Ausnehmungen ist vorteilhaft ein flexibel verformbares Material angeordnet. Dabei ist das Schaufelelement mittels des flexibel verformbaren Materials über eine Verbindung mit dem Grundelement gekoppelt. Das Schaufelelement ist bevorzugt am ersten Ende über das flexibel verformbare Material mit dem Grundelement verbunden.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das flexibel verformbare Material ein Thermoplastisches Elastomer.
Die Aufgabe wird auch durch ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Gebläserades mit starr ausgebildeten Schaufelelementen einer Gebläseanordnung für ein Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs gelöst. Dabei werden ein Grundelement, ein Mantelring, Verbindungselemente und Schaufelelemente in einem Verfahrensschritt aus einem ersten Material gespritzt.
Die Aufgabe wird zudem durch ein weiteres erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Gebläserades einer Gebläseanordnung für ein Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs gelöst. Das Verfahren weist folgende Schritte auf:

– Spritzen eines Grundelements, eines Mantelrings und von Verbindungselementen aus einem ersten Material,
– Freigeben von Bereichen zum Ausbilden von Lagern durch das Werkzeug,
– Spritzen von Schaufelelementen und der Lager aus einem zweiten Material, welches zum ersten Material unterschiedliche Eigenschaften aufweist.

Die Aufgabe wird des Weiteren durch ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Gebläserades mit starr ausgebildeten Schaufelelementen einer Gebläseanordnung für ein Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs gelöst. Das Verfahren weist folgende Schritte auf:

– Spritzen eines Grundelements, eines Mantelrings und von Verbindungselementen sowie von Schaufelelementen aus einem ersten Material,
– Freigeben von Bereichen zum Ausbilden von Lagern durch das Werkzeug,
– Spritzen der Lager aus einem zweiten Material, welches zum ersten Material unterschiedliche Eigenschaften aufweist.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird eine innerhalb des Grundelements ausgebildete Ausnehmung mit einem zweiten Material gefüllt. Dabei wird jeweils ein unteres freies Ende der Schaufelelemente mit dem in der Ausnehmung angeordneten zweiten Material verbunden.
Das erste Material weist vorteilhaft die Eigenschaften hoher Festigkeit und hinreichender Elastizität beziehungsweise Torsionsstabilität auf, ist damit starr und biegesteif, während das zweite Material bevorzugt die Eigenschaft hoher Dehnbarkeit aufweist und damit biegsam und flexibel ist. Das zweite Material ist bevorzugt ein Thermoplastisches Elastomer.
Das erfindungsgemäße Gebläserad einer Gebläseanordnung weist zusammenfassend im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Anordnungen diverse Vorteile auf:

– Verbesserung der Leistung der Gebläseanordnung und damit geringerer Energieverbrauch des Systems während des Betriebes,
– gute Anpassung an verschiedene Betriebspunkte – maximale Gesamt-Wirkungsgrade und/oder maximale Luftmassenströme in einem großen Betriebsbereich,
– aus einer Komponente und nicht aus mehreren Komponenten gefertigt, sodass das weniger komplexe Gebläserad mit allen Merkmalen in maximal zwei Fertigungsschritten, bevorzugt mit einem Spritzwerkzeug, hergestellt, bevorzugt spritzgegossen, werden kann,
– damit werden zudem die Kosten der Herstellung und Wartung sowie die Lärmemission minimiert.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile von Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:
1: eine Gebläseanordnung zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug mit einem Motor, einem Gehäuse mit einem Fluideinlass und einer Auslassspirale sowie einem Gebläserad,
2a, 2b: eine Gebläseanordnung mit einem Mehrschaufel-Gebläserad aus dem Stand der Technik in Seitenansicht und in Draufsicht jeweils in einer Schnittdarstellung,
3a, 3b, 3c: jeweils ein Gebläserad mit einem Grundelement und einem Schaufelelement aus dem Stand der Technik,
4a, 4b, 4c: Gebläseräder jeweils mit einem Grundelement und einem Mantelring, welche über Verbindungselemente miteinander verbunden sind, sowie einem zwischen dem Grundelement und dem Mantelring angeordneten Schaufelelement,
5a: ein Gebläserad mit einem Grundelement, einem Mantelring und einem Schaufelelement, welches an einer unteren Kante mit dem Grundelement verbunden ist,
5b, 5c: Schaufelelement aus 5a in unterschiedlichen Betriebsstellungen,
6a, 6b, 6c: Gebläserad mit einem Schaufelelement in unterschiedlichen Betriebsstellungen in Draufsicht und
7: Geschwindigkeitsvektoren an Kanten eines Schaufelelements.
Die 4a bis 4c zeigen jeweils Gebläseräder 4a, 4b, 4c mit einem Grundelement 9, welches auch als Nabe bezeichnet wird, sowie einem Mantelring 12. Das Grundelement 9 und der Mantelring 12 sind in zwei parallel und beabstandet zueinander angeordneten Ebenen ausgerichtet und über Verbindungselemente 11 miteinander verbunden. Zwischen dem Grundelement 9 und dem Mantelring 12 ist zudem jeweils ein Schaufelelement 5a, 5b, 5c ausgebildet. Dabei ist das Schaufelelement 5a, 5b, 5c mit jeweils einem Ende am Grundelement 9 und am Mantelring 12 gehaltert. Der Außendurchmesser D₂ des Gebläserades 4a, 4b, 4c ist von Betriebsbedingungen des Gebläserades 4a, 4b, 4c unabhängig und damit unveränderlich beziehungsweise konstant, während sich der innere Durchmesser D₁ aufgrund einer zentrifugal wirkenden Kraft und Druckunterschieden bei der Drehung des Gebläserades 4a, 4b, 4c um die Rotationsachse 6 verändert.
Bei den in den 4a und 4b gezeigten Gebläserädern 4a, 4b sind die sich zwischen dem Grundelement 9 und dem Mantelring 12 erstreckenden Schaufelelemente 5a, 5b jeweils über ein Lager 10 an einem ersten Ende mit dem Grundelement 9 und an einem zweiten Ende mit dem Mantelring 12 verbunden. Die Lager 10 des Schaufelelements 5a, 5b sind dabei jeweils an der Abströmkante 8 beziehungsweise in einer Verlängerung der Abströmkante 8 angeordnet und beispielsweise aus einem Thermoplastischen Elastomer flexibel verformbar ausgebildet. Thermoplastische Elastomere, auch als Elastoplaste oder kurz TPE bezeichnet, sind Kunststoffe, welche sich bei Raumtemperatur wie klassische Elastomere verhalten und unter Wärmezufuhr plastisch verformen lassen und somit ein thermoplastisches Verhalten aufweisen. Die Schaufelelemente 5a, 5b sind dabei jeweils im Bereich der Übergänge von einer äußeren Längsseite zur Schmalseite am Grundelement 9 und dem Mantelring 12 gehaltert. Durch die Anordnung der Schaufelelemente 5a, 5b mit den Lagern 10 im Bereich der Abströmkante 8 sind die Schaufelelemente 5a, 5b, insbesondere im Bereich der Anströmkanten 7a, 7b, beweglich. Die Bewegung der Schaufelelemente 5a, 5b ist mit Hilfe der am zweiten Ende angeordneten Pfeile angedeutet.
Bei der Ausgestaltungsform des Gebläserades 4a gemäß 4a ist das Schaufelelement 5a selbst starr ausgebildet. Bei der Ausgestaltungsform gemäß 4b ist das gesamte Schaufelelement 5b flexibel verformbar und beispielsweise aus einem Thermoplastischen Elastomer ausgebildet. Der Mantelring 12 ist dabei aus dem Material gefertigt, welches auch zum Herstellen der Verbindungselemente 11 zwischen der Nabe 9 und dem Mantelring 12 verwendet wird. Das Verfahren zur Herstellung des Gebläserades 4a mit starr ausgebildeten Schaufelelementen 5a nach 4a weist einen ersten Verfahrensschritt auf, in welchem das Grundelement 9, die Verbindungselemente 11 und der Mantelring 12 als Elemente des Gebläserades 4a beziehungsweise des Radkörpers und die Schaufelelemente 5a ohne die Lager 10 zum Erzeugen des Schwenkbereichs der Schaufelelemente 5a aus einem ersten Material gespritzt werden. In einem zweiten Verfahrensschritt gibt das Werkzeug zum Herstellen des Radkörpers die Bereiche der Lager 10 frei. Anschließend werden die Lager 10 aus einem zweiten Material mit zum ersten Material unterschiedlichen Eigenschaften, zum Beispiel aus einem Thermoplastischen Elastomer, gefertigt, insbesondere gespritzt. Dabei ist das erste Material starr sowie biegesteif und weist eine hohe Festigkeit sowie eine hinreichende Elastizität und Torsionsstabilität auf. Das zweite Material ist im Vergleich zum ersten Material biegsam sowie flexibel und weist eine hohe Dehnbarkeit auf.
Bei der Ausgestaltungsform des Gebläserades 4b nach 4b, bei welcher die Schaufelelemente 5b vollständig flexibel verformbar, beispielsweise aus einem Thermoplastischen Elastomer, ausgebildet sind, ist der gesamte Herstellungsprozess des Gebläserades 4b noch weniger komplex als bei der Ausgestaltungsform des Gebläserades 4a nach 4a. Die Lager 10 und die Schaufelelemente 5b werden dabei aus einem gleichen Thermoplastischen Elastomer als zweites Material in einem Verfahrensschritt gefertigt. In einem vorgelagerten Verfahrensschritt werden das Grundelement 9, die Verbindungselemente 11 und der Mantelring 12 als Elemente des Gebläserades 4b aus einem ersten Material gespritzt.
Mit den aus einem Thermoplastischen Elastomer ausgebildeten Lagern 10 kann das Gebläserad 4a, 4b ohne zusätzliche lose Teile in einem Werkzeug gefertigt, das heißt gespritzt, werden, was die Komplexität der Herstellung und des Gebläserades 4a, 4b selbst verringert. Zudem sind die Positionen der Schaufelelemente 5a, 5b durch die aus einem Thermoplastischen Elastomer ausgebildeten Lager 10 fest vorgegeben, sodass die Bewegung der Schaufelelemente 5a, 5b zu den bei der Bewegung auftretenden Kräften ohne die Verwendung zusätzlicher Elemente näherungsweise proportional ist.
Nach einer weiteren Ausgestaltungsform des Gebläserades 4c gemäß 4c wird das Gebläserad 4c mit dem Grundelement 9, den Verbindungselementen 11, dem Mantelring 12 und den Schaufelelementen 5c in einem Verfahrensschritt aus einem ersten Material gespritzt. Dabei ist jedes Schaufelelement 5c über ein Verbindungselement 11 mit dem Mantelring 12 und dem Grundelement 9 verbunden. Sowohl das Spritzen des Mantelrings 12 als auch des Schaufelelements 5c wird über das Verbindungselement 11 ermöglicht. Das Verbindungselement 11 stellt zudem auch einen Torsionsstab dar, welcher das Biegen des Schaufelelements 5c um eine an der Abströmkante 8 verlaufende Drehachse gewährleistet.
Durch die Torsion des Schaufelelements 5c um das an der Abströmkante 8 ausgebildete Verbindungselement 11 ist das Schaufelelement 5c, insbesondere im Bereich der Anströmkante 7c, beweglich. Die Bewegung des Schaufelelements 5c ist mit Hilfe des am zweiten Ende angeordneten Pfeils angedeutet.
Im Grundelement 9 des Gebläserades 4a, 4b, 4c ist jeweils eine Ausnehmung 13 zur Aufnahme eines freien unteren Endes 14, das heißt der frei beweglichen unteren Kante, des Schaufelelements 5a, 5b, 5c ausgebildet. Das freie untere Ende 14 und das Grundelement 9 sind im Bereich der Ausnehmung 13 einen Spalt 15 bildend, beabstandet zueinander angeordnet.
Mit der Bewegung der Schaufelelemente 5a, 5b, 5c um die feststehende Abströmkante 8 bleibt der äußere Durchmesser D₂ des Gebläserades 4a, 4b, 4c konstant, während der innere Durchmesser D₁ variiert.
Die Ausnehmung 13 wird im Anschluss an die genannten Schritte des Verfahrens der Herstellung der Gebläseräder 4a, 4b, 4c mit dem zweiten Material, wie dem Thermoplastischen Elastomer, gefüllt. Das untere freie Ende 14 der Schaufelelemente 5a, 5b, 5c wird dabei mit dem in der Ausnehmung 13 angeordneten Material verbunden. Der zwischen dem freien unteren Ende 14 und dem Grundelement 9 ausgebildete Spalt 15 wird verschlossen, was auch aus 5a hervorgeht. 5a zeigt dabei ein Gebläserad 4 mit einem Grundelement 9, einem Mantelring 12 und einem Schaufelelement 5, welches an dem unteren Ende 14 mit dem Grundelement 9 verbunden ist. Die Verbindung 16 zwischen dem unteren Ende 14 und dem Grundelement 9 ist aufgrund des flexiblen zweiten Materials ebenfalls flexibel verformbar, sodass sich das mit der Abströmkante 8 am Verbindungselement 11 fest angeordnete Schaufelelement 5, insbesondere im Bereich der Anströmkante 7, frei bewegen kann. Die mögliche Bewegung ist wiederum anhand des Pfeiles dargestellt.
In den 5b und 5c ist das Schaufelelement 5 aus 5a in unterschiedlichen Betriebsstellungen, insbesondere in zwei Endstellungen, gezeigt. Das in die Ausnehmung 13 des Grundelements 9 eingefüllte und das Grundelement 9 mit dem unteren Ende 14 des Schaufelelements 5 verbindende flexible zweite Material ermöglicht die flexible Bewegung des freien unteren Endes 14 und damit des gesamten Schaufelelements 5 in Bezug zum Radkörper. In 5b ist das Schaufelelement 5 in der ersten Endstellung gezeigt, die Drehzahl des Gebläserades 4 ist gering oder Null, der innere Durchmesser D₁ ist minimal. Die Verbindung 16 ist kurz ausgebildet. 5c zeigt das Schaufelelement 5 in der zweiten Endstellung, die Drehzahl des Gebläserades 4 ist maximal, der innere Durchmesser D₁ ist maximal. Die Verbindung 16 ist kurz ausgelenkt beziehungsweise gedehnt.
Die Bewegung der Schaufelelemente 5 kann dabei durch den erzeugten Luftdruck und/oder aufgrund der durch die Rotation des Gebläserades 4 um die Rotationsachse 6 erzeugten Fliehkräfte gesteuert werden. Anstelle der genannten passiven Steuerungen können die Bewegungen der Schaufelelemente 5, insbesondere der Anströmkanten 7 der Schaufelelemente 5, auch aktiv gesteuert werden.
Aus den 6a bis 6c geht jeweils ein Gebläserad 4 mit einem auf dem Grundelement 9 angeordneten Schaufelelement 5 in unterschiedlichen Betriebsstellungen in Draufsicht hervor. Dabei wird das Schaufelelement 5 in 6a in der ersten Endstellung, gemäß 5b, und in 6b in der zweiten Endstellung, gemäß 5c, gezeigt. Wie ein Vergleich der Darstellungen in 6a und 6b verdeutlicht, wird das Schaufelelement 5 bei der Rotation des Gebläserades 4 in Drehrichtung 17 um die Rotationsachse 6 um die durch die Abströmkante 8 verlaufende Achse nach außen verdreht. Die Anströmkante 7 wird zu einem größeren Durchmesser bewegt.
Wie in den 4a bis 4c und 5a sowie 6a gezeigt ist, sind die Schaufelelemente 5, 5a, 5b, 5c bei sehr geringer Drehzahl in einem großen Winkel zum Mantelring 12 und zum Außenrand des Grundelements 9 ausgerichtet. Aufgrund des ansteigenden Drucks auf der Druckseite des Schaufelelements 5, 5a, 5b, 5c sowie aufgrund von größer werdenden Zentrifugalkräften werden die Schaufelelemente 5, 5a, 5b, 5c mit größer werdender Drehzahl bei der Rotation des Gebläserades 4 in Drehrichtung 17 um die Rotationsachse 6 nach außen hin ausgerichtet. Durch die bei der Drehung mit größeren Drehzahlen auftretenden Kräfte wird der Winkel zum Mantelring 12 geringer. Das Schaufelelement 5 bewegt sich insbesondere im Bereich der Anströmkante 7 in der mit dem Pfeil angedeuteten Richtung zum äußeren Rand des Grundelements 9.
Der Anströmwinkel β₁ und der Abströmwinkel β₂ werden größer. Während der äußere Durchmesser D₂ konstant bleibt wird der innere Durchmesser D₁ größer, was auch in 6c veranschaulicht ist. Der Anströmwinkel β₁ wird dabei im Bereich von 2° bis 20°, insbesondere im Bereich von 2° bis 5°, speziell um etwa 3,6°, vergrößert. Der Abströmwinkel β₂ wird ebenfalls im Bereich von 2° bis 20°, insbesondere im Bereich von 2° bis 5°, speziell um etwa 3°, vergrößert.
Die Gebläseräder 4 werden unter verschiedensten Betriebsbedingungen des Klimatisierungssystems des Kraftfahrzeugs, beispielsweise zur Förderung eines geringen Luftmassenstroms beim Betrieb im Komfortmodus und zur Förderung eines großen Luftmassenstroms beim Betrieb im Kälteanlagenmodus zum Abkühlen der Luft für den Fahrgastraum sowie bei geringem Gegendruck, wie beim Betrieb zum direkten Anblasen der Insassen durch Luftauslässe im Armaturenbrett und bei hohem Gegendruck, wie beim Betrieb zum Ausblasen der Luft in den Fußraum, betrieben. Mit der Ausgestaltung des Gebläserades 4 als ein Mehrfachschaufel-Gebläserad mit nach vorn gekrümmten Schaufelelementen 5 aus dem Stand der Technik lassen sich die Anforderungen erfüllen. Allerdings sind dabei kaum die Effizienz des Betriebes verbessernde Veränderungen möglich.
Eine Möglichkeit der Verbesserung der Gebläseräder 4 bietet die Ausbildung der Gebläseräder 4‘‘, 4‘‘‘ mit flexiblen Schaufelelementen 5‘‘, 5‘‘‘, insbesondere mit der flexiblen Anordnung der Abströmkante 8‘‘, 8‘‘‘, was aus dem Stand der Technik bekannt sowie in den 3b und 3c gezeigt ist. Dabei wird unter anderem vorgeschlagen, die Abströmwinkel β₂ der Schaufelelemente 5 bei geringen Luftmassenströmen zu verringern. Der Motor 2 kann dabei mit höherer Geschwindigkeit und geringerem Drehmoment betrieben werden, was die Gesamteffizienz erhöht. Allerdings wird beim Betrieb mit hohen Betriebsspannungen und dem geringen Abströmwinkel β₂ der Schaufelelemente 5‘‘, 5‘‘‘ der erforderliche Luftmassenstrom nicht erreicht. Die Verformung der Schaufelelemente 5‘‘, 5‘‘‘ im Bereich der flexiblen Abströmkanten 8‘‘, 8‘‘‘ in einem größeren Bereich des Abströmwinkels β₂ ermöglicht eine höhere Energieübertragung und die Förderung eines größeren Luftmassenstroms. Mit der flexibel verstellbaren Abströmkante 8‘‘, 8‘‘‘ variiert jedoch ebenso der äußere Durchmesser D₂ des Gebläserades 4‘‘, 4‘‘‘, was einen wesentlich größeren Einfluss auf die Leistung des Gebläserades 4‘‘, 4‘‘‘ hat als eine Variation des inneren Durchmessers D₁, was auch aus 7 in Verbindung mit der Euler-Gleichung, hervorgeht, welche die Energieübertragung definiert: Hth = C_2u·U₂ – C_1u·U₁, mit U1 = 2·π·n/60·D₁/2 und U2 = 2·π·n/60·D₂/2.
Die Geschwindigkeit C_1u ist bei Gebläserädern 4‘ mit vorwärts gekrümmten Schaufelelementen 5 geringer als die Geschwindigkeit C_2u, der Einfluss der Geschwindigkeit U₁ ist begrenzt. Im vorliegenden Beispiel des Standes der Technik mit einem Gebläserad 4‘‘, 4‘‘‘ mit flexibler Abströmkante 8‘‘, 8‘‘‘, gemäß den 3b und 3c, wird der äußere Durchmesser D₂ beim Betrieb mit hoher Betriebsspannung geringer, was den Luftmassenstrom verringert.
Mit der vorliegenden Ausbildung des Gebläserades 4, 4a, 4b, 4c nach den 4a bis 4c und 5a bis 5c wird der starke Einfluss des äußeren Durchmessers D₂ reduziert. Der äußere Durchmesser D₂ ist konstant und wird nicht für jeden Betriebspunkt geändert.
Mit der flexiblen Veränderung des Anströmwinkels β₁ des Schaufelelements 5, 5a, 5b, 5c werden zudem die Stoßverluste am Eintritt beziehungsweise an der Anströmkante 7, 7a, 7b, 7c minimiert. Ein Gebläserad des Standes der Technik ist im Allgemeinen für einen bestimmten Luftmassenstrom und Gegendruck bei einer bestimmten Drehzahl optimiert, sodass bei davon abweichenden Betriebsbedingungen insbesondere die Stoßverluste erhöht werden. Mit den Gebläserädern 4, 4a, 4b, 4c mit flexiblen Anströmkanten 7, 7a, 7b, 7c der Schaufelelemente 5, 5a, 5b, 5c wird das Betriebsverhalten optimiert. Der maximale äußere Durchmesser D₂, welcher durch den vorgegebenen Bauraum begrenzt ist und bevorzugt maximal 200 mm beträgt, bleibt unverändert.
Bezugszeichenliste

1, 1‘: Gebläseanordnung
2: Motor
3: Gehäuse
3a: Fluideinlass
3b: Auslassspirale
4, 4a, 4b, 4c, 4‘, 4‘‘, 4‘‘‘: Gebläserad
5, 5a, 5b, 5c, 5‘, 5‘‘, 5‘‘‘: Schaufelelement Gebläserad
6: Rotationsachse Gebläserad
7, 7a, 7b, 7c, 7‘, 7‘‘, 7‘‘‘: Anströmkante
8, 8‘, 8‘‘, 8‘‘‘: Abströmkante
9: Grundelement
10: Lager Schaufelelement
11: Verbindungselement
12: Mantelring
13: Ausnehmung
14: unteres Ende Schaufelelement
15: Spalt
16: Verbindung
17: Drehrichtung des Gebläserades
B: Breite Gebläserad
D₁: innerer Durchmesser Gebläserad
D₂: äußerer Durchmesser Gebläserad
C, U, W: Geschwindigkeit
n: Drehzahl
β₁: Einlasswinkel, Anströmwinkel Schaufelelement
β₂: Auslasswinkel, Abströmwinkel Schaufelelement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2004353593 A [0007, 0009]
JP 199490101696 A [0008, 0009]
KR 20100005802 A [0011]

Claims

Gebläserad (4, 4a, 4b, 4c) einer Gebläseanordnung (1) für ein Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs, wobei – das Gebläserad (4, 4a, 4b, 4c) zueinander beabstandet angeordnete Schaufelelemente (5, 5a, 5b, 5c) zum Fördern des Fluids, ein Grundelement (9) und einen Mantelring (12) aufweist, wobei die Schaufelelemente (5, 5a, 5b, 5c) – sich zwischen dem Grundelement (9) und dem Mantelring (12) erstreckend und auf dem Grundelement (9) angeordnet sind, – mit einer Anströmkante (7) und einer Abströmkante (8) ausgebildet sind, wobei die Anströmkanten (7) in einem Anströmwinkel (β₁), einen inneren Durchmesser (D₁) beschreibend und die Abströmkanten (8) in einem Abströmwinkel (β₂), einen äußeren Durchmesser (D₂) des Gebläserades (4, 4a, 4b, 4c) beschreibend angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufelelemente (5, 5a, 5b, 5c) mit dem Grundelement (9) und dem Mantelring (12) derart beweglich verbunden sind, dass die Stellung der Anströmkanten (7) abhängig von der Drehzahl des Gebläserades (4, 4a, 4b, 4c) zwischen zwei Endstellungen variiert und die Anordnung der Abströmkanten (8) am äußeren Durchmesser (D₂) unverändert bleibt, wobei der innere Durchmesser (D₁) mit größer werdender Drehzahl vergrößert wird und der äußere Durchmesser (D₂) konstant bleibt.
Gebläserad (4, 4a, 4b, 4c) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Grundelement (9) und dem Mantelring (12) Verbindungselemente (11) ausgebildet sind, wobei die Verbindungselemente (11) an einem Außenrand des Grundelements (9) angeordnet sind.
Gebläserad (4, 4a, 4b, 4c) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufelelemente (5, 5a, 5b, 5c) jeweils im Bereich der Abströmkante (8) an einem ersten Ende mit dem Grundelement (9) und an einem zweiten Ende mit dem Mantelring (12) derart verbunden sind, dass die Schaufelelemente (5, 5a, 5b, 5c) um eine entlang der Abströmkante (8) verlaufende Rotationsachse verdrehbar angeordnet sind.
Gebläserad (4, 4c) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufelelemente (5, 5c) jeweils mit der Abströmkante (8) an einem sich zwischen dem Grundelement (9) und dem Mantelring (12) erstreckenden Verbindungselement (11) angeordnet sind.
Gebläserad (4, 4a, 4b) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Schaufelelemente (5, 5a, 5b) jeweils über ein Lager (10) mit dem Grundelement (9) und dem Mantelring (12) verbunden sind.
Gebläserad (4, 4a, 4b) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lager (10) aus einem flexibel verformbaren Material ausgebildet sind.
Gebläserad (4, 4b, 4c) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufelelemente (5, 5b, 5c) aus einem flexibel verformbaren Material ausgebildet sind.
Gebläserad (4, 4a, 4b, 4c) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundelement (9) im Bereich des ersten Endes der Schaufelelemente (5, 5a, 5b, 5c) jeweils eine Ausnehmung (13) aufweist.
Gebläserad (4, 4a, 4b, 4c) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Ausnehmungen (13) ein flexibel verformbares Material angeordnet ist, wobei das flexibel verformbare Material das Grundelement (9) über eine Verbindung (16) mit dem Schaufelelement (5, 5a, 5b, 5c) verbindet.
Gebläserad (4, 4a, 4b, 4c) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaufelelement (5, 5a, 5b, 5c) am ersten Ende über das flexibel verformbare Material mit dem Grundelement (9) verbunden ist.
Gebläserad (4, 4c) nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das flexibel verformbare Material ein Thermoplastisches Elastomer ist.
Verfahren zur Herstellung eines Gebläserades (4, 4c) mit starr ausgebildeten Schaufelelementen (5, 5c) einer Gebläseanordnung (1) für ein Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und 8 bis 11, wobei ein Grundelement (9), ein Mantelring (12), Verbindungselemente (11) und Schaufelelemente (5, 5c) in einem Verfahrensschritt aus einem ersten Material gespritzt werden.
Verfahren zur Herstellung eines Gebläserades (4, 4b) einer Gebläseanordnung (1) für ein Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs nach einem der Ansprüche 1 bis 11, aufweisend folgende Schritte: – Spritzen eines Grundelements (9), eines Mantelrings (12) und von Verbindungselementen (11) aus einem ersten Material, – Freigeben von Bereichen zum Ausbilden von Lagern (10) durch das Werkzeug, – Spritzen von Schaufelelementen (5, 5b) und der Lager (10) aus einem zweiten Material, welches zum ersten Material unterschiedliche Eigenschaften aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines Gebläserades (4, 4a) mit starr ausgebildeten Schaufelelementen (5, 5a) einer Gebläseanordnung (1) für ein Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 5 und 6 sowie 8 bis 11, aufweisend folgende Schritte: – Spritzen eines Grundelements (9), eines Mantelrings (12) und von Verbindungselementen (11) sowie von Schaufelelementen (5, 5a) aus einem ersten Material, – Freigeben von Bereichen zum Ausbilden von Lagern (10) durch das Werkzeug, – Spritzen der Lager (10) aus einem zweiten Material, welches zum ersten Material unterschiedliche Eigenschaften aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine innerhalb des Grundelements (9) ausgebildete Ausnehmung (13) mit einem zweiten Material gefüllt wird, wobei ein unteres freies Ende (14) der Schaufelelemente (5, 5a, 5b, 5c) jeweils mit dem in der Ausnehmung (13) angeordneten zweiten Material verbunden wird.