DE19639191C2

DE19639191C2 - Laufrad sowie Gebläseeinrichtung mit einem derartigen Laufrad

Info

Publication number: DE19639191C2
Application number: DE19639191A
Authority: DE
Inventors: Georg Kick
Original assignee: GEORG KICK FA
Current assignee: GEORG KICK FA
Priority date: 1996-08-22
Filing date: 1996-09-24
Publication date: 1998-07-02
Anticipated expiration: 2016-09-25
Also published as: DE19639191A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Laufrad für eine Gebläseeinrich tung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie eine Gebläseeinrichtung mit einem Gehäusekörper gemäß dem Oberbe griff von Patentanspruch 38.

Laufräder in Radial-Bauform (Radial-Räder) oder in Axial- Bauform (Axial-Räder) sowie Laufräder in Halb-Axial-Bauform werden allgemein zur Förderung gasförmiger Medien, insbeson dere von Luft, verwendet. Die durch ein derartiges Laufrad erzeugte Druckdifferenz zwischen Ansaugseite und Abströmseite ist vergleichsweise gering. Ein durch diese Laufräder geför derter Gasstrom kann beispielsweise zu Wärmetauschzwecken ei nem wärmeabgebenden Teil (Elektromotor, elektrischen Schal tungen und Schaltkreisen, Kühleinrichtungen etc.) zugeführt werden oder auch beispielsweise Förder-, Belüftungs- oder Trocknungszwecken dienen. Laufräder und Gebläseeinrichtungen der vorgenannten Art werden zu Heizungs-, Lüftungs- und Kli matisierungszwecken in vielfältiger Weise im Automobilbau verwendet.

Der Betrieb entsprechender Gebläseeinrichtungen ist allgemein mit Geräuschemissionen verbunden, die z. B. im Innenraum von Kraftfahrzeugen als äußerst störend empfunden werden. Es wird daher versucht, durch entsprechende Gehäuse und Abdeckungen die Geräuschausbreitung zu verhindern.

Aus der DE-OS-25 46 280 ist es überdies bekannt, bei einem Laufrad in Radialbauform zur Geräuschreduzierung dessen Schaufelelemente in ihrem stromabwärts liegenden Bereich mit zackenförmig ausgebildeten Aussparungen zu versehen. Diese Aussparungen führen jedoch zu einer Verminderung der effekti ven Schaufeltiefe und zu einer relativ starken Kennlinien- Änderung des Lauf- bzw. Lüfterrades.

Aus US-PS-4,128,363 ist ein Lüfterad für ein Axialgebläse be kannt, dessen einzelne Schaufelelemente mit einer Anzahl von Luft-Führungslamellen versehen sind, die sich zueinander be abstandet entlang eines schaufeldruck- oder schaufelsaugsei tigen Stromungspfades erstrecken. Die entlang des Stromungs pfades gemessene Länge dieser Lamellen entspricht wenigstens einem Drittel der Tiefe der jeweiligen Schaufel.

Aus US-PS-4,108,573 ist ein Schaufelelement für das Laufrad einer Turbine bekannt, bei welchem zur Feinabstimmung des Schwingungsverhaltens eine Anzahl flacher Rippen-Abschnitte sowohl im saugseitigen als auch im druckseitigen Fußbereich des Schaufelelementes ausgebildet sind.

Aus DE-OS-25 29 541 ist ein Axialgebläse mit verringerter Ge räuscherzeugung bekannt, das Schaufelelemente aufweist, die im Bereich ihrer Abrißkante mit Ausnehmungen versehen sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Laufrad der eingangs genannten Art sowie eine Gebläseeinrichtung mit ei nem derartigen Laufrad zu verbessern derart, daß die Geräu schemission des Laufrades und einer damit ausgerüsteten Ge bläseeinrichtung verringert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Laufrad sowie durch eine Gebläseeinrichtung mit den Merkmalen der Patentan sprüche 1 und 38 gelöst.

Die Erfindung führt in überraschend deutlicher Weise zur Ver ringerung der Geräuschemission des Laufrades und der Gebläse einrichtung, ohne dabei den Arbeitswirkungsgrad des Laufrades signifikant zu vermindern. Die im Rahmen eines Versuches er mittelte Verringerung der Lautstärke der vom Lüfterrad er zeugten Geräusche lag, bezogen auf das Hörempfinden des Men schen, im Bereich von 10%. Die Schallenergie des erfindungs gemäß ausgestalteten Versuchs-Laufrades lag um 5% unter der Schallenergie eines, von den Vorsprüngen abgesehen, identi schen Vergleichsrades. Neben einer Verminderung der Intensi tät der durch die Gasströmung im Bereich der Abrißkante der Schaufelelemente erzeugten Geräusche wird auch die Schwin gungsfrequenz der Schaufelelemente im Bereich der Abrißkante vermindert und durch die vergrößerte Oberfläche eine verbes serte Dämpfung der Schwingung des Fußbereiches der Schaufele lemente erreicht.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Vorsprünge einen Kopfbereich und einen stromabwärts lie genden Fußbereich auf, wobei wenigstens der Kopfbereich ver jüngt ausgebildet ist. Dadurch ergibt sich eine besonders sanfte Aufteilung des die Vorsprünge umströmenden Gasstromes. In vorteilhafter Weise ist dabei auch der Fußbereich verjüngt ausgebildet, so daß die Wirbelbildung im hinteren Bereich der Vorsprünge vermieden ist. Diese Verjüngungen können durch Ab runden der Kanten der Vorsprünge oder auch durch Abflachen der entsprechenden Bereiche der Vorsprünge gebildet werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Vorsprünge in einer Schnittebene parallel zur Schaufel vorder- oder Schaufelrückseite einen im wesentlichen stromli nien-förmigen Querschnitt auf. Dieser stromlinienförmige Querschnitt ist in vorteilhafter Weise ein NACA-Profil (National Advisory Committee for Aeronautics). Dieser Profil querschnitt ist insbesondere bei Anwendung an einem Laufrad in Radial-Bauform symmetrisch zu einer Verbindungslinie, die sich von dem Kopfbereich des Vorsprungs zu dessen Fußbereich hin erstreckt. Insbesondere hinsichtlich der in einem seitli chen Bereich des Schaufelelementes angeordneten Vorsprünge ist es in erfindungsgemäß besonders vorteilhafter Weise auch möglich, den Profilquerschnitt in der Art eines Tragflächen profils auszugestalten, so daß eine bestimmte Ablenkung des den jeweiligen Vorsprung umströmenden Gasstromes erreicht wird. Eine unter fertigungstechnischen sowie strukturmechani schen Gesichtspunkten besonders vorteilhafte Ausführungsform der Vorsprünge ist dadurch gegeben, daß sich diese von ihrem schaufelseitigen Wurzelbereich zu einem von dem Schaufelele ment abgehobenen Dachbereich hin verjüngen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Vorsprünge unter Bildung von Zwischenräumen nebeneinan derliegend entlang des Fußbereiches des Schaufelelementes aufgereiht. Durch eine derartige Anordnung der Vor sprünge ergibt sich eine besonders wirkungsvolle Reduzierung der bei herkömmlichen Laufrädern im Bereich der Abrißkante auftretenden Strömungsgeräusche.

Die erfindungsgemäß vorgesehenen Vorsprünge sind in vorteil hafter Weise derart dimensioniert, daß eine quer zur Anström richtung der Vorsprünge gemessene Breite im wesentlichen ei ner in Anströmrichtung gemessenen Länge der Vorsprünge ent spricht. Derartige Vorsprünge lassen sich unter fertigungs technischen Gesichtspunkten günstig herstellen. Die Höhe der Vorsprünge entspricht dabei in vorteilhafter Weise maximal dem Siebenfachen ihrer Breite.

Eine insbesondere zur Verwirklichung noch höherer Vorsprünge vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gege ben, daß die Länge der Vorsprünge in Anströmrichtung größer ist als deren Breite quer zur Anströmrichtung. Dadurch wird auf vorteilhafte Weise die Biegesteifigkeit der Vorsprünge in Anströmrichtung verbessert. Durch die hierbei vergrößerte Kontaktfläche zwischen den Vorsprüngen und der das Schaufel element umströmenden Strömung wird auf vorteilhafte Weise ein Dämpfungseffekt erzeugte durch welchen die Schwingung des Schaufelelementes verringert wird.

Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die Vorsprünge im Bereich einer Abrißkante des jeweiligen Schaufelelementes an diesem ausgebildet. Dadurch wird es auf besonders vorteilhafte Weise möglich, ohne Verminderung der effektiven Schaufeltiefe eine im Hinblick auf eine verminder te Geräuschemission vorteilhafte Zusammenführung der die Schaufeloberseite und die Schaufelrückseite umströmenden Strömungswege zu ermöglichen. Zudem wird der im allgemeinen relativ dünnwandig ausgebildete Fußbereich des Schaufelele mentes durch die einzelnen Vorsprünge stabilisiert.

Die Vorsprünge ragen vorzugsweise über die hintere Abrißkante des Schaufel elementes nach hinten vor. Insbesondere bei einer derartigen Ausführungsform des Laufrades sind die einzelnen Vorsprünge derart ausgebildet, daß ein Flächenschwerpunkt des jeweiligen Profilquerschnittes hinter der Abrißkante des jeweiligen Schaufelelementes oder im wesentlichen auf dieser liegt. Durch eine derartige Ausführungsform des Laufrades wird es möglich, ein sich im Fußbereich des Schaufelelementes bzw. dahinter ausbildendes Strömungsfeld durch die Vorsprünge ef fektiv zu beeinflussen, und insbesondere zu verhindern, daß die im Bereich der Abrißkante zusammentreffenden Fluidströme zueinander relativ große Richtungsabweichungen aufweisen.

Alternativ zu oder in Kombination mit der vorangehend genann ten Ausführungsform der Vorsprünge ist es gemäß einem weite ren Aspekt der vorliegenden Erfindung auch möglich, die Vorsprünge als relativ flache langgezogene Lamellen auszubilden.

Eine weitere, im Hinblick auf eine Verminderung der Laufge räusche des Laufrades vorteilhafte Ausführungsform der Erfin dung ist dadurch gegeben, daß ein Dachabschnitt, d. h. das dem jeweiligen Schaufelelement abgewandte Ende des Vorsprunges verjüngt ausgebildet ist. Eine derartige Verjüngung kann durch entsprechende Rundungen oder auch durch Abflachen der oberen Kanten der Vorsprünge erzeugt werden. In vorteilhafter Weise verläuft dabei eine am oberen Ende des jeweiligen Vor sprunges gebildete Dachkante im wesentlichen parallel zu ei nem auf gleichem Höhenniveau verlaufenden Stromlinienfaden. Dadurch wird auf vorteilhafte Weise die Bildung lokaler Wir bel im Bereich des dachseitigen Endes (dem wurzelbereich abge wandtes Ende) des Vorsprunges vermieden. Alternativ zu einer derartigen Ausgestaltung der Dachkante ist es auch möglich, den jeweiligen Vorsprung zu seinem oberen Ende hin spitzenar tig zu verjüngen. Diese Ausführungsform erweist sich insbe sondere bei verhältnismäßig dünnwandigen bzw. relativ kurzen Vorsprüngen als vorteilhaft und läßt sich unter fertigungs technischen Gesichtspunkten besonders günstig herstellen.

Insbesondere bei relativ langgezogenen und dickwandigen Aus führungsformen der Vorsprünge erweist es sich als vorteil haft, der Dachkante des jeweiligen Vorsprungs einen gekrümm ten, insbesondere zum Kopfbereich der Laufschaufel abfallen den Verlauf zu geben. Die Dachkante kann dabei im Kopfbereich des jeweiligen Vorsprunges relativ scharfkantig ausgebildet sein und in ihrem Verlauf entgegen der Anströmrichtung konti nuierlich an Schärfe verlieren und stufenlos in den vorzugs weise gerundeten Kopfbereich des Vorsprunges übergehen. Ins besondere in Kombination mit einer derartigen Ausgestaltung des Kantenverlaufes an den jeweiligen Vorsprüngen erweist es sich gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung im Hinblick auf eine günstige Umströmung der Vorsprünge als vorteilhaft, die im oberen Bereich des jeweiligen Vorsprunges gebildete Dachkante kontinuierlich und vorzugsweise ohne Bildung von Ecken in eine hintere Kante (Fußbereichskante der Vorsprünge) einlaufen zu lassen.

Die an dem jeweiligen Schaufelelement ausgebildeten Vorsprün ge sind in vorteilhafter Weise entlang der Abrißkante unter einem Abstand angeordnet, der größer oder gleich der Breite der Vorsprunge ist. Durch eine derartige Anordnung wird eine effektive Geräuschreduzierung erreicht, ohne daß der Arbeits wirkungsgrad des Laufrades dadurch merklich beeinträchtigt wird. Eine weitere Verminderung der Abstände zwischen den einzelnen Vorsprüngen ist unter fertigungstechnischen Ge sichtspunkten aufwendiger und resultiert zudem in einen rela tiv starken Anstieg des Strömungswiderstandes des durch die Vorsprunge gebildeten Gatters.

Insbesondere bei einer Ausführungsform des Laufrades als Ra dial-Rad hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Vorsprünge auf dem einzelnen Schaufelelement jeweils unter gleichen Ab ständen zueinander anzuordnen. In vorteilhafter Weise ist es möglich, diese Abstände von Schaufelelement zu Schaufelele ment jeweils geringfügig unterschiedlich festzulegen, so daß sich für die jeweils gebildeten Strukturen unterschiedliche Eigen- und Anregungsfrequenzen ergeben.

Insbesondere bei größeren Schaufelelementen erweist es sich unter schwingungstechnischen Gesichtspunkten auch als vor teilhaft, die Abstände zwischen den Vorsprüngen auf einem Schaufelelement zu variieren. In vorteilhafter Weise sind da bei die Vorsprünge im Randbereich des jeweiligen Schaufelele mentes dichter gedrängt angeordnet, wogegen die Vorsprünge beispielsweise im Mittenbereich des Schaufelelementes relativ weit voneinander beabstandet angeordnet sind.

Vorzugsweise wird die Höhe der Vorsprünge derart festgelegt, daß die Vorsprünge bezüglich einer Richtung senkrecht zur Schaufelfläche im wesentlichen die gleiche Höhe aufweisen. Eine derartige Ausführungsform der Vorsprünge erweist sich insbesondere in Verbindung mit einem in Radial-Bauweise aus geführten Laufrad als besonders vorteilhaft. Insbesondere bei Laufrädern, deren axiale Tiefe im Vergleich zu ihrem Durch messer relativ kurz ist (beispielsweise kleiner als 30%), erweist es sich als vorteilhaft, die Bildung von Randwirbeln dadurch zu vermeiden, daß die Vorsprünge in den Endbereichen des jeweiligen Schaufelelementes verlängert ausgebildet sind.

Die optimale Länge der jeweiligen Vorsprünge wird in Abhän gigkeit von der jeweiligen Ausführungsform des Laufrades ggf. empirisch ermittelt. Bei den üblichen Basis-Formen der Lauf räder hat es sich als ausreichend erwiesen, die Höhe der Vor sprünge derart festzulegen, daß diese im Bereich der 2,5 bis 7-fachen Dicke (gemessen quer zur Anströmrichtung der Vor sprünge) liegt.

Eine besonders effektive Geräuschreduzierung dem Laufrades läßt sich nach einem weiteren, bevorzugten Ausführungsbei spiel dadurch erreichen, daß die Vorsprünge nadelartig im Be reich der Abrißkante des Schaufelelementes über dessen saug seitige Schaufelrückseite hervorragen. Alternativ oder in Kombination mit einer derartigen Anordnung der Vorsprünge ist es auch möglich, die Vorsprünge über die druckseitig liegende Schaufelvorderseite hervorragen zu lassen. Insbesondere bei einer nadelartigen Ausführungsform der Vorsprünge erweist es sich unter fertigungstechnischen Gesichtspunkten als beson ders vorteilhaft, daß die Vorsprünge eine Breite aufweisen, die im wesentlichen der Wanddicke des jeweiligen Schaufelele mentes im Schaufel-Fußbereich entspricht. In vorteilhafter Weise können dabei die Vorsprünge einstückig mit dem Schaufe lelement ausgebildet sein.

Eine insbesondere für die Massenfertigung des Laufrades vor teilhafte Ausführungsform ist dadurch gegeben, daß das Laufrad aus einem Kunststoffmaterial, insbesondere als Spritzguß-Bauteil ausgebildet ist, wobei das Schaufelelement und die daran ausgebildeten Vorsprünge im Rahmen eines ge meinsamen Spritzgießzyklus gebildet werden.

In bestimmten Anwendungsfällen kann ein Anspritzen der Vorsprünge an den Schaufelelementen auch in mehreren, abfol genden Spritzgießzyklen erfolgen oder es können nachträglich Laufräder auf diese Weise konfiguriert werden. Gegebenenfalls kann bei entsprechendem Materialüberstand an den Schaufelele menten nachträglich auch eine thermische und/oder mechanische Konfiguration des Materialüberstandes an Vorsprüngen erfol gen.

Vorzugsweise werden die Vorsprünge an einer hinteren Verbin dungsfläche zwischen der Schaufelvorderseite und der Schau felrückseite ausgebildet, derart, daß die Vorsprünge nach hinten über diese Verbindungsfläche sowie über eine durch die Schaufelvorder- oder Schaufelrückseite gebildete Fläche her vorstehen. Bei einer derartigen Ausführungsform des Laufrades kann ein Druckausgleich zwischen einem schaufeldruckseitigen Fluidstrom und einem schaufelsaugseitigen Fluidstrom in einem zwischen zwei benachbarten Vorsprüngen gebildeten Spaltbe reich erfolgen, wobei die hierbei auftretenden Teilchenbewe gungen durch die Vorsprünge sowie durch das in dem Zwischen raum zwischen den Vorsprüngen aufgenommene Gasvolumen ge dämpft werden.

Zur Vermeidung etwaiger Störkanten sind die an der Verbin dungsfläche im Bereich der Abrißkante gebildeten Vorsprünge in ihrem Wurzelbereich vorzugsweise verjüngt ausgebildet. In vorteilhafter Weise ist dabei der Wurzelbereich des jeweili gen Vorsprungs derart ausgebildet, daß dieser sanft auf die Verbindungsfläche und/oder auf die entsprechende Schaufelflä che ausläuft. Dadurch wird vermieden, daß sich im unteren Be reich der jeweiligen Vorsprünge hinsichtlich der Geräusche mission ungünstige Turbulenzen bilden. Durch die spezielle Ausbildung des Wurzelbereiches kann in vorteilhafter Weise ein Kanal gebildet werden, welcher sich von dem schaufel druckseitigen Ende des Schaufelelementes zu dem Schaufelsaug seitigen Ende hin verjüngt. Durch eine derartige Ausgestal tung des Vorsprung-Wurzelbereiches wird auf überraschende Weise eine besonders günstige Geräuschreduzierung erreicht. Dem Vorsprung-Wurzelbereich kommt besondere Bedeutung zu.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Vorsprünge im wesentlichen tangential und parallel zu ih rer Umlaufbahn ausgerichtet. Alternativ dazu ist es jedoch auch möglich, daß die Vorsprünge jeweils eine Stirnkante auf weisen, die sich radial einwärts geneigt erstreckt. Eine der artige Anstellung der Vorsprünge gegen die Anströmrichtung des zwischen den Schaufelelementen jeweils gebildeten Strö mungskanales erweist sich insbesondere bei relativ schnell laufenden Laufrädern als besonders vorteilhaft. Bei derarti gen schnell laufenden Laufrädern sind die Vorsprünge in vor teilhafter Weise relativ niedrig ausgebildet. Bei größeren und langsam laufenden Laufrädern können die Vorsprünge rela tiv hoch ausgebildet werden. In vorteilhafter Weise liegt die Höhe der Vorsprünge (d. h. der Abstand eines oberen Endes des Vorsprunges zur entsprechenden Schaufelseite) im Bereich zwi schen 10% bis 90% des Umfangsabstandes zweier benachbarter Abrißkanten. Niedrige Schaufelhöhen werden bevorzugt bei Laufrädern verwirklicht, welche mit relativ hohen Drehzahlen rotieren sowie bei Laufrädern in Axialbauform verwendet. Hohe Vorsprungs-Höhen werden in vorteilhafter Weise bei relativ langsam laufenden Laufrädern und insbesondere bei Laufrädern in Radialbauform verwirklicht.

Obgleich bei Laufrädern in Axial-Bauform im Außenbereich des Laufrades relativ große Radialkräfte auf die einzelnen Vor sprünge einwirken, weisen gemäß einer bevorzugten Weiterbil dung der vorliegenden Erfindung die Vorsprünge im Außenbe reich des Axial-Rades eine im Vergleich zu den innenliegenden Vorsprüngen eine größere Höhe auf. Dadurch wird auf besonders vorteilhafte Weise der Bildung von Randwirbeln entgegenge wirkt.

Alternativ zu oder in Kombination mit den nadelartig ausge bildeten Vorsprüngen ist es nach einer weiteren, vorteilhaf ten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auch möglich, die Vorsprünge lamellenartig auszubilden. Durch derartig la mellenartig ausgebildete Vorsprünge kann der die entsprechen de Schaufelseite überströmende Luftstrom im Bereich der Ab rißkante besonders effektiv gerichtet werden. Vorzugsweise sind dabei die einzelnen Lamellen derart orientiert, daß eine bestimmte Ablenkung des das Schaufelelement überströmenden Gasstromes erreicht wird. In vorteilhafter Weise wird dabei bei einer Ausführungsform des Laufrades als Axialrad auf den, das Schaufelelement überströmenden Gasstrom ein Dreh- Impuls aufgebracht, dessen Drehsinn dem Drehsinn eines an dem jeweiligen Schaufelelement auftretenden Randwirbels entgegen gerichtet ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstan des sind in den übrigen Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispie len und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:

Fig. 1 eine stark vergrößerte perspektivische Ansicht einer Abrißkante eines Schaufelelementes eines Laufrades mit davon senkrecht hervorstehenden Zähnen mit strom linienförmigem Querschnitt,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts des Fußbereiches eines Schaufelelementes eines Laufrades nach einem weiteren Ausführungsbeispiel mit senkrecht zur Schaufelfläche angeordneten Zähnen,

Fig. 3a einen im wesentlichen kreisförmigen Profilquerschnitt eines Vorsprunges,

Fig. 3b einen im wesentlichen stromlinienförmigen Profilquer schnitt eines Vorsprunges gemäß einer weiteren bevor zugten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 3c einen weiteren strömungsgünstigen Profilquerschnitt eines Vorsprunges,

Fig. 4 eine Draufsicht auf ein Laufrad in Radial-Bauart mit Vorsprüngen im Fußbereich,

Fig. 5 eine Draufsicht und eine Gitteransicht eines Laufra des in Axial-Bauart,

Fig. 6 eine perspektivische Detailansicht des Fußbereiches eines Schaufelelementes mit einem Vorsprung von lin senförmigem Querschnitt,

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausfüh rungsform der im Bereich einer hinteren Abrißkante angeordneten Vorsprünge mit gekrümmt verlaufender Dachkante,

Fig. 8 eine vereinfachte Schnittdarstellung durch ein Schau felelement eines Radial-Laufrades mit im Fußbereich angeordneten Vorsprüngen mit durchgängig verlaufender Dachkante,

Fig. 9 eine weitere Ausführungsform eines Radiallaufrades gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in einer Draufsicht,

Fig. 10 eine Seitenansicht des Laufrades gemäß Fig. 9,

Fig. 11 eine Detailansicht zur Verdeutlichung des in Fig. 10 umrahmten Ausschnittes,

Fig. 12 eine Detailansicht zur Verdeutlichung des in Fig. 9 umrahmten Ausschnittes,

Fig. 13 einen Axialschnitt durch das Laufrad gemäß Fig. 9.

Die Darstellung gemäß Fig. 1 zeigt in stark vergrößerter Dar stellung einen Ausschnitt aus einem hinteren Abrißkantenbe reich eines Schaufelelementes 1 eines Laufrades mit daran einstückig ausgebildeten Vorsprüngen 2. Das Schaufelelement 1 bildet eine Schaufelvorderseite 3 und eine saugseitig liegen de Schaufelrückseite 4. Bei der hier dargestellten Ausfüh rungsform erstrecken sich die Vorsprünge 2 im wesentlichen senkrecht zu einer durch die Schaufelrückseite 4 definierten Ebene 4'. Zwischen der Schaufelvorderseite 3 und der Schau felrückseite 4 ist eine Verbindungsfläche 5 ausgebildet, wel che bei der hier dargestellten Ausführungsform aber schwach gerundete Kanten 6 und 7 in die Schaufelvorderseite 3 und die Schaufelrückseite 4 übergeht. Die zwischen der Verbindungs fläche 5 und der Schaufelrückseite 4 gebildete Kante 7 ist vorzugsweise stärker gerundet als die zwischen der Schaufel vorderseite 3 und der Verbindungsfläche 5 gebildete Kante 6.

Die Vorsprünge 2 sind unter Abständen a1, a2, a3, a_n entlang der hinteren Abrißkante angeordnet. Diese Abstände a1, a2, a3 . . . a_n sind in vorteilhafter Weise jeweils geringfügig unter schiedlich groß bemessen, so daß sich für das zwischen den jeweiligen Vorsprüngen begrenzte Strömungssystem unterschied liche Eigenfrequenzen ergeben.

Jeder der Vorsprünge 2 weist in vorteilhafter Weise ein stromlinienförmiges Profil auf. In vorteilhafter Weise ist dabei der Krümmungsradius des Vorsprunges 2 in einem Kopfbe reich 8 größer als der Krümmungsradius des Vorsprunges in ei nem Fußbereich 9. Die Seitenflächen 10 des jeweiligen Vor sprunges 2 sind in vorteilhafter Weise konvex gewölbt und ge hen kontinuierlich in den Kopfbereich 8 und den Fußbereich 9 über.

Die Vorsprünge 2 sind in vorteilhafter Weise derart ausgebil det, daß sich diese von einem Wurzelbereich 11 zu einem Dach bereich 12 hin verjüngen.

Der Dachbereich 12 weist eine hier gerundet ausgebildete Dachkante 12' auf, die kontinuierlich in den Kopfbereich 8 und den Fußbereich 9 des Vorsprunges 2 ausläuft. Die Dachkan te 12' kann in vorteilhafter Weise vollständig gerundet aus gebildet sein. Bei der hier in Fig. 1 dargestellten Ausfüh rungsform bildet sie jedoch im obersten Bereich des Vorsprun ges einen stumpfen Winkel. Die Dachkante ist in vorteilhafter Weise derart ausgebildet, daß deren maximale Höhe dem Kopfbe reich 8 näher liegt als dem Fußbereich 9 des Vorsprunges. Die Dachkante 12' fällt in vorteilhafter Weise zum Fußbereich 9 hin flacher ab als zum Kopfbereich 8.

Jeder der Vorsprünge 2 sitzt mit seinem Wurzelbereich 11 auf der zwischen der Schaufelrückseite 4 und der Verbindungsflä che 5 gebildeten Kante 7 auf. Jeder der Vorsprünge 2 erreicht seine maximale Breite b vorzugsweise im Bereich der Kante 7. Jeder der Vorsprünge 2 durchsetzt mit seinem Wurzelbereich 11 die durch die Schaufelrückseite 4 definierte Ebene 4'. Dieser die Ebene 4' durchsetzende Abschnitt des Vorsprunges 2 läuft kontinuierlich verjüngt auf die Verbindungsfläche 5 hin aus. Dadurch wird ein Auslaufabschnitt 13 gebildet. Dieser Aus laufabschnitt endet in vorteilhafter Weise unter einem Ab stand c vor Erreichen der zwischen der Schaufelvorderseite 3 und der Verbindungsfläche 5 gebildeten Kante 6. Er kann auch über die andere Schaufelseite überstehen. Zwischen zwei ein ander benachbarten Auslaufabschnitten 13 wird ein sich zur Schaufelvorderseite 3 hin erweiternder Kanal 14 gebildet. Dieser Kanal 14 ermöglicht eine besonders günstige Druck angleichung zwischen den im Bereich der Abrißkante zusammen treffenden Fluidströmen. Das Strömungsvolumen dieses Kanales 14 kann durch willkürliche Festlegung des Krümmungsradius der Kante 7 optimiert werden.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der Vorsprün ge geht eine im Wurzelbereich 13 gebildete Wurzelbereichkante 13' in sanft gekrümmter Weide kontinuierlich in den Fußbe reich 9 des jeweiligen Vorsprunges über.

Der Übergang zwischen dem jeweiligen Vorsprung 2 und der Schaufelrückseite 4 ist relativ scharfkantig ausgebildet. Da durch wird eine Ablösung der Strömung in dem Übergangsbereich zwischen der Kante 7 und dem Wurzelbereich vermieden.

Die Vorsprünge 2 sind einstückig mit dem Schaufelelement 1 ausgebildet. Die Breite b der Vorsprünge ist geringfügig kleiner als eine Dicke t des Schaufelelementes 1 im hinteren Abrißkantenbereich. Die zum Dachbereich 12 des jeweiligen Vorsprunges hin erfolgende konische Verjüngung jedes Vor sprunges ermöglicht eine besonders günstige Entformung der Vorsprünge bei einer Fertigung des Schaufelelements aus einem Kunststoffmaterial.

Die Darstellung gemäß Fig. 2 zeigt ebenfalls einen Ausschnitt eines hinteren Abrißkantenbereiches eines Schaufelelementes 1. Bei der hier dargestellten alternativen Ausführungsform ist die bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 vorgesehene, zwischen der Schaufelrückseite 4 und der Verbindungsfläche 5 gebildete Kante 7 derart stark gerundet ausgebildet, daß die Verbindungsfläche 5 im wesentlichen kontinuierlich in die Schaufelrückseite 4 (ggf. auch Schaufelvorderseite) übergeht. Der hier dargestellte Vorsprung 2 weist einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt auf und bildet in seinem Dachbe reich 12 eine sich konisch verjüngende Spitze unter Bildung einer (schwach) konvex gekrümmten Außenfläche. Der Übergang zwischen dem Vorsprung 2 und der Schaufelrückseite 4 bzw. der Verbindungsfläche 5 ist relativ scharfkantig ausgebildet.

Der Vorsprung 2 ist im hinteren Bereich des Schaufelelementes 1 derart angeordnet, daß die durch diesen gebildete hintere Endfläche bzw. der Fußbereich 9 des Vorsprunges 2 bezüglich der Umströmungsrichtung nicht über die zwischen der Schaufel vorderseite 3 und der Verbindungsfläche 5 gebildete Kante 6 hinausragt.

Der Durchmesser des Vorsprunges 2 bzw. dessen Breite quer zur Anströmrichtung ist geringfügig kleiner ausgebildet als die Dicke t des Schaufelelementes 1 im hinteren Endbereich des Schaufelelementes. Bei der gemäß Fig. 2 gezeigten Detaildar stellung ist nur ein einziger Vorsprung 2 dargestellt. Vor zugsweise ist jedoch eine Vielzahl (beispielsweise 120) der artiger oder ähnlicher Vorsprünge entlang der Verbindungsflä che 5 im hinteren Endbereich des Schaufelelementes unter Ab ständen a1, a2, a3 . . . a_n angeordnet. Auch bei dieser Aus führungsform der Vorsprünge erweist es sich all besonders vorteilhaft, die Abstände a1, a2, a3 . . . a_n geringfügig un terschiedlich zu bemessen.

Die Darstellungen gemäß Fig. 3a, 3b und 3c zeigen jeweils un terschiedliche, bevorzugte Ausführungsformen der Profilquer schnitte der Vorsprünge 2. Diese Profilquerschnitte können in vorteilhafter Weise über die gesamte Länge bzw. Höhe des je weiligen Vorsprunges variieren. So ist es insbesondere in vorteilhafter Weise möglich, dem jeweiligen Vorsprung 2 in dessen Wurzelbereich einen der Darstellung gemäß Fig. 3a ent sprechenden Querschnitt zu geben, welcher allmählich in einen Querschnitt gemäß Fig. 3b und abschließend in einen Quer schnitt gemäß Fig. 3c übergeht. In diesem Falle werden die Querschnitte derart bemessen, daß die in Anströmrichtung ge messene Länge d1, d2, d3 des jeweiligen Vorsprunges im Wur zelbereich größer ist als im Mittenbereich und im Mittenbe reich größer ist als im Dachbereich. Auch die Breite b1, b2, b3 des jeweiligen Vorsprunges ist in vorteilhafter Weise im Wurzelbereich 11 des Vorsprunges größer als in dessen Mittel bereich und im Mittelbereich wiederum größer als im Dachbe reich. Die Darstellungen gemäß Fig. 3a, 3b, 3c sind somit nur qualitative Darstellungen der Profilquerschnitte, die im je weiligen Anwendungsfall entsprechend abgewandelt und hin sichtlich dieser Dimensionierung verändert werden können.

Die Darstellung gemäß Fig. 4 zeigt eine bevorzugte Ausfüh rungsform eines erfindungsgemäßen Laufrades als Radiallaufrad 14. Bei der hier dargestellten Ausführungsform sind die ein zelnen Schaufelelemente 1 nach hinten abfallend gekrümmt. Im hinteren Endbereich der Abrißkante jedes Schaufelelementes ist eine Vielzahl von Vorsprüngen 2 ausgebildet. Die Vor sprünge 2 erstrecken sich bei der hier dargestellten Ausfüh rungsform im wesentlichen tangential zur Umlaufbahn im hinte ren Kantenbereich des jeweiligen Schaufelelementes. Jedes der Schaufelelemente weist einen im Hinblick auf das Fördervolu men sowie die Laufraddrehzahl optimierten, stromlinienförmi gen Schaufelquerschnitt auf. Die Vorsprünge erstrecken sich hier entgegen der Drehrichtung des Schaufelrades nach hinten von den jeweiligen Schaufelrückseiten 4. Es ist jedoch auch möglich, derartige Vorsprünge 2 oder ähnliche Vorsprünge auf der Schaufelvorderseite 3 oder sowohl auf der Schaufelvorder seite 3 als auch auf der Schaufelrückseite 4 auszubilden. Die bei dem Radial-Laufrad gemäß Fig. 4 vorgesehenen Vorsprünge entsprechen in vorteilhafter Weise den in Fig. 1 dargestell ten Vorsprüngen.

In Fig. 5 ist eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Laufrades als Axiallaufrad 15 dargestellt. Auch bei diesem Laufradtyp sind die Laufschaufeln in vorteilhafter Weise als Tragflächenprofil ausgebildet. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 sind die einzelnen Vorsprünge 2 jeweils als flache, eng beabstandet angeordnete Lamellen ausgebildet. Diese dünn wandigen Lamellen weisen in vorteilhafter Weise ebenfalls ei nen stromlinienförmigen Profilquerschnitt auf. Durch die ein zelnen Lamellen bzw. Vorsprünge 2 kann aktiv die Abströmrich tung von dem jeweiligen Laufschaufelelement 1 beeinflußt wer den, so daß sich in vorteilhafter Weise nur geringfügige Richtungsabweichungen zwischen den die Schaufelvorderseite 3 und den die Schaufelrückseite 4 umströmenden Strömungen erge ben.

Bei der gemäß Fig. 5 dargestellten Ausführungsform der Vor sprünge verläuft eine durch jeden Vorsprung 2 gebildete Dach kante 12' im wesentlichen parallel zu einem dieser Dachkante 12' benachbarten Strömungsfaden.

Die Abstände zwischen den jeweiligen Vorsprüngen 2 können so wohl auf jedem Schaufelelement 1 für sich unterschiedlich fest gelegt werden und sind in vorteilhafter Weise insbesondere von Schaufelelement 1 zu Schaufelelement 1 nochmals-unter schiedlich. Dadurch ergeben sich für jedes Schaufelelement sowie für das dieses Schaufelelement 1 umgebende Strömungssy stem jeweils unterschiedliche Eigenfrequenzen, wodurch eben falls in vorteilhafter Weise im Rahmen von Resonanz fällen entstehende Strömungsgeräusche vermieden werden können.

Die jeweiligen Vorsprünge können sich in vorteilhafter Weise, wie in Fig. 6 dargestellt, über den hinteren Abrißkantenbe reich des Schaufelelementes 1 hinaus erstrecken. Bei der Dar stellung gemäß Fig. 6 ist zum Zwecke der Vereinfachung nur ein einziger Vorsprung 2 an dem Schaufelelement 1 darge stellt. In vorteilhafter Weise ist jedoch eine Vielzahl der artiger, insbesondere gleichartiger Vorsprünge entlang der hinteren Abrißkante bzw. entlang der hinteren Kante 7 des Schaufelelementes angeordnet.

Der Vorsprung 2 gemäß Fig. 6 ist lamellenartig ausgebildet und weist einen quer zur Anströmrichtung schmalen und in An strömrichtung langgestreckten Querschnitt auf. Der Flächen schwerpunkt des durch den Vorsprung 2 im Wurzelbereich be schriebenen Profilquerschnittes liegt in Anströmrichtung ge ringfügig hinter der Kante 7. Der Vorsprung 2 steht sowohl über die Schaufelvorderseite 3 als auch über die Schaufel rückseite 4 hervor. Durch willkürliche Anstellung des Vor sprunges 2 quer zur Anströmrichtung bzw. durch willkürlich asymmetrische Gestaltung des Profilquerschnittes des Vor sprungs 2 kann die die Schaufelvorderseite 3 sowie die Schau felrückseite 4 umströmende Strömung im Hinblick auf eine ver minderte Geräuschemission gerichtet werden. Vorteilhafte An stellwinkel und Profilquerschnitte können hierbei empirisch ermittelt werden. Eine im Fußbereich 9 des jeweiligen Vor sprunges 2 gebildete Fußkante kann dabei in vorteilhafter Weise bei Betrachtung von hinten als gekrümmte Linie ausge bildet sein.

Die Darstellung gemäß Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungs form eines Schaufelelementes 1 mit daran im hinteren Abriß kantenbereich ausgebildeten Vorsprüngen 2. Der hier darge stellte Vorsprung 2 erstreckt sich ebenfalls sowohl von der Schaufelvorderseite 3 als auch von der Schaufelrückseite 4. Der Vorsprung 2 ist hierbei derart quer zur Anströmrichtung angestellt, daß dadurch willkürlich eine bestimmte Ablenkung der die Schaufelvorderseite 3 und die Schaufelrückseite 4 um strömenden Strömung erreicht wird. Bei der Darstellung gemäß Fig. 7 ragt der jeweilige Vorsprung ebenfalls über eine hin tere Kante 7 des Schaufelelementes hervor, so daß eine im Fußbereich 9 des Vorsprunges 2 verlaufende Kante quer zu der Kante 7 und zu dieser beabstandet verläuft. Dadurch wird wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 zwischen zwei einander benachbarten Vorsprüngen 2 ein seitlich begrenzter Kanal 14 gebildet, in weichem die Kante 7 überströmt wird.

Bei der Darstellung gemäß Fig. 7 ist die Dachkante 12' im Ge gensatz zur Ausführungsform gemäß Fig. 6 gekrümmt ausgebil det.

Die Darstellung gemäß Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführungs form eines erfindungsgemäß ausgestalteten Schaufelelementes 1, in dessen hinteren Abrißkantenbereich eine Vielzahl von zu einander beabstandeten Vorsprüngen 2 ausgebildet ist. Das Schaufelelement 1 gemäß Fig. 8 ist in seinem Fußkantenbereich mit einem Käfigkranz 17 verbunden, der in vorteilhafter Weise ebenfalls einstückig mit dem Schaufelelement 1 ausgebildet ist bzw. bei vollständigem Zusammenbau des Laufrades mit die sem fest verbunden, insbesondere verklebt ist.

Die bei der Ausführungsform gemäß Fig. 8 vorgesehenen Vor sprünge sind mit einer Dachkante 12' versehen, die kontinu ierlich in den Kopfbereich 8 des Vorsprunges übergeht und an schließend sanft gekrümmt auf die entsprechende Schaufelseite (hier Schaufelrückseite 4) hin ausläuft.

Der hier vorgesehene Vorsprung 2 weist an einem der halben Gesamthöhe entsprechenden Abstand zur Schaufelrückseite 4 ei nen im wesentlichen stromlinienförmigen Profilquerschnitt auf. Der Vorsprung 2 ist bei der hier dargestellten Ausfüh rungsform einstückig mit dem Schaufelelement 1, das aus einem Kunststoffmaterial gefertigt ist, gebildet.

Die Darstellung gemäß Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungs form eines erfindungsgemäßen Laufrades in Radial-Bauart. Das Laufrad gemäß Fig. 9 ist in der hier gezeigten Schaufelebene mit 37 Schaufelelementen 1 versehen. Hinter dieser oberen bzw. vorderen Schaufelelementebene ist, wie deutlich aus Fig. 10 ersichtlich, eine weitere Schaufelelementebene gebil det, in welcher ebenfalls 37 Schaufelelemente 1 angeordnet sind. Die Schaufelelemente 1 der beiden Schaufelelementebenen sind derart angeordnet, daß sich zwischen einem Schaufelele ment 1 der zweiten Schaufelelementebene zu dem seitlich be nachbarten Schaufelelement 1 der ersten Schaufelelementebene ein bestimmter Versatz ergibt. Durch den Versatz der Schaufel elemente der einen Schaufelelementebene zu den Schaufelelemen ten der anderen Schaufelelementebene wird es möglich, die zwischen zwei abfolgenden Schaufelelementen gebildeten Aus laßbereiche zu versetzen und dadurch eine Vergleichmäßigung der Druckverteilung im Außenumfangsbereich des Laufrades zu erreichen.

Jedes der bei dem Laufrad gemäß Fig. 9 vorgesehenen Schaufele lemente 1 mündet in seinem Kopfbereich in einen bzw. umfaßt einen Zylinderzapfenabschnitt 22, der sich über die gesamte Breite des Schaufelelementes 1 erstreckt. Dieser Zylinderzap fenabschnitt 22, der einstückig mit dem Schaufelelement 1 ausgebildet ist, stabilisiert das Schaufelelement 1 und er möglicht zugleich eine besonders günstige Anströmung des Schaufelelementes 1.

Die Schaufelelemente 1 der ersten Schaufelelementebene und die Schaufelelemente 1 der zweiten Schaufelelementebene sind durch eine Trennscheibe 23 getrennt. Diese Trennscheibe 23 weist bezüglich der Axialrichtung des Laufrades eine relativ geringe Wandstärke auf. Die Trennscheibe 23 ist in vorteil hafter Weise ringartig ausgebildet und mit einem Nabenab schnitt 24 des Laufrades verbunden. Die Verbindung der Trenn scheibe 23 mit dem Nabenabschnitt 24 erfolgt in vorteilhafter Weise über eine Anzahl von Verbindungsspeichen 25. Zwischen diesen Verbindungsspeichen verbleibt ein Zwischenraum, durch welchen ein Gasstrom hindurchströmen kann. Die Verbindungs speichen 25 weisen in vorteilhafter Weise einen stromlinien förmigen Querschnitt auf und sind bei der hier dargestellten Ausführungsform einstückig mit dem Nabenabschnitt 24 und der Trennscheibe 23 ausgebildet.

Auch die Schaufelelemente 1 sind bei der hier dargestellten Ausführungsform in vorteilhafter Weise einstückig mit der Trennscheibe 23 ausgebildet.

Die zwischen zwei jeweils abfolgend angeordneten Schaufelele menten 1 gebildeten Schaufelkanäle sind einseitig durch die Trennscheibe 23 seitlich abgedeckt. Der der Trennscheibe 23 jeweils abgewandte Seitenbereich der Schaufelkanäle liegt bei der hier dargestellten Ausführungsform zur Seite hin offen. In diesem Seitenbereich werden die Schaufelkanäle ggf. durch ein Gehäuseelement abgedeckt, an welchem die Seitenkanten des jeweiligen Schaufelelementes unter geringem Abstand vorbei gleiten. Im außenliegenden Randbereich des Laufrades ist auf beiden Seiten des Laufrades ein Käfigkranz 17 vorgesehen, der bei der hier dargestellten Ausführungsform einstückig mit den Schaufelelementen 1 ausgebildet ist. Der Fußbereich jedes der Schaufelelemente 1 erstreckt sich in einen Zwischenbereich zwischen dem jeweiligen Käfigkranz 17 und der Trennscheibe 23. In diesem Fußbereich sind zwischen dem Käfigkranz 17 und der Trennscheibe 23 an jedem Schaufelelement eine Vielzahl, hier beispielsweise 23, feine Vorsprünge ausgebildet, die im wesentlichen senkrecht zu einer Zentralfläche des jeweiligen Schaufelelementes verlaufen. Diese Vorsprünge sind an einer Verbindungsfläche 5 (vgl. hierzu Fig. 12) ausgebildet, die sich zwischen einer Schaufelvorderseite 3 und einer Schaufel rückseite 4 erstreckt.

Eine der Nabe bzw. Rotationsachse des Laufrades zugewandte Stirnfläche des jeweiligen Vorsprunges ist in vorteilhafter Weise als im wesentlichen plane Fläche "Prall-Fäche P" ausge bildet.

Wie deutlich aus Fig. 10 zu ersehen, unterteilt die Trenn scheibe 23 das Laufrad in einen ersten Scheibenabschnitt 26 und in einen zweiten Scheibenabschnitt 27. Die Schaufelele mente des ersten Scheibenabschnittes 26 und die Schaufelele mente des zweiten Scheibenabschnittes 27 sind derart angeord net, daß wenigstens ein Teil der jeweiligen Schaufelelemente 1 nicht mit dem ihm axial benachbarten Schaufelelement 1 des anderen Scheibenabschnittes fluchtet.

Bei der hier dargestellten Ausführungsform weisen der erste Scheibenabschnitt 26 und der zweite Scheibenabschnitt 27 je weils die gleiche axiale Breite auf. Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung können jedoch der erste Scheibenabschnitt 26 und der zweite Scheibenabschnitt 27 hin sichtlich ihrer axialen Breite unterschiedlich breit ausge bildet werden, wodurch sich auch durch diese ungleiche Aus bildung dieser Abschnitte jeweils unterschiedliche Eigenfre quenzen für die Schaufelelemente 1 und die zwischen diesen gebildeten Schaufelkanäle ergeben.

Die einander bezüglich der Trennscheibe 23 gegenüberliegen den, entlang des Außenumfangs des Laufrades angeordneten Kä figkränze 17 haben einen vorzugsweise L-förmigen Querschnitt und sitzen, wie in vorteilhafter Weise auch die Vorsprünge, auf der jeweiligen Verbindungsfläche 5 der Schaufelelemente 1 auf (siehe hierzu auch Fig. 13). Die Käfigkränze 17 sind ein stückig mit den Schaufelelementen 1 ausgebildet.

Die bei diesem Laufrad vorgesehenen Vorsprünge 2 sind als na delartige Stifte ausgebildet und stehen über die im Fußbe reich des Schaufelelementes 1 vorgesehene hintere Verbin dungsfläche hervor. Nähere Einzelheiten zu der hier bevorzugt verwirklichten Ausgestaltung der Vorsprünge 2 sind aus Fig. 11 zu ersehen, die in vereinfachter Weise den in Fig. 10 umrahm ten Abschnitt vergrößert wiedergibt.

Wie aus Fig. 11 ersichtlich, sind die Vorsprünge 2 in ihrem Dachbereich sowie in ihrem Wurzelbereich jeweils verjüngt ausgebildet. Der Abstand zwischen einander benachbarten Vor sprüngen 2 entspricht in etwa der doppelten Breite b des Vor sprunges. Die Höhe h entspricht in etwa der sechs- bis sie benfachen Breite b des Vorsprunges. Bei einem Laufrad mit ei nem Außendurchmesser von ca. 150 mm beträgt die Breite b der Vorsprünge vorzugsweise 0,6 mm. Die Höhe h beträgt hierbei in vorteilhafter Weise ca. 4 mm. Über eine Breite von ca. 26 mm sind in vorteilhafter Weise 23 Vorsprünge 2 zueinander beab standet angeordnet. Die Vorsprünge 2 können in eine der Rota tionsachse des Laufrades zugewandte, im wesentlichen plane Stirnfläche aufweisen. Bei der hier dargestellten Ausfürungs form ragen, wie deutlich aus Fig. 12 zu ersehen ist, die Vor sprünge 2 nicht über die hintere Kante 7 des Schaufelelemen tes 1 zum Kopfbereich des jeweiligen Schaufelelementes her vor. Die Vorsprünge 2 liegen dabei zumindest in ihrem Wurzel bereich radial weiter außen als die hinteren Kanten 6 und 7 des Schaufelelementes und erscheinen damit als an die hintere Verbindungsfläche 5 "angesetzte" feine, aufragende Zähne. Diese feinen Zähne können in entsprechend feinen Form-Schlitzen ausgeformt werden, die in einem radial nach außen von dem Laufrad abhebbaren Formwerkzeug gebildet werden. Da die Masse des jeweiligen Vorsprunges 2 im Vergleich zur Ge samtmasse des Laufrades relativ gering ist, führt das Fehlen einiger Vorsprünge 2 zu keiner nennenswerten Unwucht des Laufrades. Die aus Fig. 11, insbesondere auch aus Fig. 12 er sichtlichen Größenverhältnisse der Vorsprünge zu den Schaufe lelementen sowie die Größenverhältnisse von Breite und Höhe der Vorsprünge erweisen sich auf bei größeren oder auch bei kleineren Laufrädern als vorteilhaft.

Aus der Darstellung gemäß Fig. 12 ist die seitliche Gestalt, die bei dem Laufrad gemäß Fig. 9 verwendeten Vorsprünge deut lich erkennbar. Die bei dieser Darstellung durch R₁ und R₂ gekennzeichneten Radien sind vorzugsweise geringfügig kleiner bemessen als die Höhe h und liegen in vorteilhafter Weise im Bereich von 0,6 bis 0,9 × h. Gemäß der hier dargestellten Ausführungsform sind die Vorsprünge 2 jeweils relativ spitz ausgebildet und erstrecken sich im wesentlichen senkrecht zu der hier durch die Strichpunktlinie M angedeuteten Mittelflä che. Diese Mittelfläche M weist in vorteilhafter Weise eine im wesentlichen gleichförmige Krümmung R auf, wobei das Ver hältnis zwischen der Krümmung R und der Höhe des Vorsprunges 2 hier im Bereich von 6 : 1 liegt. Das Verhältnis der Höhe h der Vorsprünge 2 zu der Wandstärke t des Schaufelelementes liegt in vorteilhafter Weise im Bereich von 4 : 1. Der Durch messer des an jedem Schaufelelement 1 einstückig mit diesem ausgebildeten Zylinderzapfenabschnittes 22 liegt in vorteil hafter Weise im Bereich des Zwei- bis Dreifachen der Wand stärke des Schaufelelementes (2 bis 3 × t).

Aus der Darstellung gemäß Fig. 13 ist die Geometrie des bei dem Laufrad gemäß Fig. 9 verwendeten Nabenabschnittes 24 deut lich erkennbar. Dieser Nabenabschnitt 24 wird drehfest mit einer hier nicht dargestellten Antriebswelle eines Elektromo tores verbunden. Der Nabenabschnitt 24 ist mit der zwischen dem ersten Scheibenabschnitt 26 und dem zweiten Scheibenab schnitt 27 angeordneten Trennscheibe 23 über die in Fig. 9 ge zeigten Verbindungsspeichen 25 verbunden. Die einzelnen Schaufelelemente 1 sind einseitig an ihrem axial innenliegen den seitenbereich mit der Trennscheibe 23 verbunden. Der im Kopfbereich jedes der Schaufelelemente 1 vorgesehene Zylin derzapfenabschnitt 22 mündet ebenfalls in die Trennscheibe 23.

Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Maßnahmen wird es auf vorteilhafte Weise möglich, ein Lüfterrad zu schaffen, das ohne besondere zusätzliche Vorkehrungen, insbesondere Än derungen des Lüfterradantriebes sowie der Gehäusestruktur ei nes Lüfters, herkömmlicher Bauart verwendet werden kann. Das erfindungsgemäße Lüfterrad kann beispielsweise in Verbindung mit einem CPU-Lüfter in einem Computer, einem Kfz-Gebläse oder beispielsweise auch bei einem Haar-Trockner Anwendung finden, ohne daß hierzu, vom Austausch des Lüfterrades abge sehen, besondere Modifikationen an diesen Geräten vorgenommen werden müssen.

Bei dem Lüfterrad strömt das das Schaufel element umströmende Medium zwischen den im hinteren Endbereich des Schaufelelementes zaunartig aufragenden Stiften hindurch, wodurch die Strömung derart nachhaltig beeinflußt wird, daß die ins besondere beim Zusammentreffen der durch das Schaufelelement geteilten Strömungswege auftretenden Strömungsgeräusche ver mindert werden.

Je nach Laufradtyp- können an dem Laufrad beispielsweise 1500 bis 2000 und mehr Vorsprünge bzw. Zähne ausgebildet werden. An jedem Schaufelelement sind in vorteilhafter Weise ca. 4 Zähne/pro Zahnhöhe angeordnet. Der Querschnitt der Zähne muß nicht unbedingt strömungsgünstig ausgebildet sein. Die Zähne können insbesondere in ihrem Kopfbereich eine im wesentlichen plane Prallfläche bilden, wodurch eine besonders günstige Bildung von Mikro-Wirbeln erreicht wird. Die Dicke der Zähne liegt in vorteilhafter Weise in einem Bereich bis 3% der Schaufeltiefe. Bei kleinen Lüfterrädern beträgt die Dicke der Zähne nur wenige 1/10 mm beispielsweise 0,4 mm. Die Höhe die ser Zähne beträgt beispielsweise 3,5 mm. Bei großen Lüfterrä dern, beispielsweise zur Raumbelüftung, kann die Dicke der Zähne beispielsweise 8 mm und mehr betragen. Vorzugsweise sind die Zähne im Verhältnis zu den Gesamtabmessungen des Lüfter rades relativ fein ausgebildet. Der in Fig. 1 gezeigte Ab schnitt weist beispielsweise eine Länge von 6 mm auf.

Das erfindungsgemäß ausgestaltete Schaufelelement wird in vorteilhafter Weise im Rahmen eines bevorzugten Herstellungs verfahrens durch ein mehrteiliges Formwerkzeug gebildet, in dessen Inneren ein Formraum vorgesehen ist, in welchem das Schaufelelement und die Vorsprünge im Rahmen eines Kunststof feinspritzvorganges gebildet werden. Die zur Bildung der Schaufelvorderseite 3 vorgesehene Innenwand des Formwerkzeu ges wird dabei in vorteilhafter Weise durch ein Werkzeugteil gebildet, daß relativ zu einem, zur Bildung der Schaufelrück seite 4 vorgesehenen Werkzeugteil bewegbar ist. In vorteil hafter Weise können die Vorsprünge durch flach konische Boh rungen gebildet werden, die in dem zur Bildung der Schaufel rückseite vorgesehenen Werkzeugteil ausgebildet sind.

Eine besonders günstige Entformung des Schaufelelementes aus dem Formwerkzeug kann ferner dadurch erreicht werden, daß auch der zur Bildung der jeweiligen Vorsprünge vorgesehene Formraum geöffnet werden kann. Hierzu ist es möglich, eine Entformungs-Trennebene für die Vorsprünge 2 derart festzule gen, daß diese im wesentlichen parallel zu der im hinteren Endbereich des Schaufelelementes gebildeten Kante verläuft. Dadurch wird es möglich, den Kopfbereich des jeweiligen Vor sprunges in einem zur Bildung der Schaufelrückseite vorgese henen Formwerkzeug auszubilden und den Fußbereich 9 des je weiligen Vorsprunges in einem Werkzeugteil auszubilden, das mit dem zur Bildung der Schaufelvorderseite vorgesehenen Werkzeugteil verbunden bzw. einstückig ausgebildet ist.

Die Verbindungsfläche 5 zwischen der Schaufelvorderseite 3 und der Schaufelrückseite 4 ist dabei in vorteilhafter Weise derart geneigt, daß diese ein hinterschnittfreies Entformen des Schaufelelementes ermöglicht. Die durch die Vorsprünge 2 verlaufende Trennebene ist in vorteilhafter Weise derart ko nisch ausgebildet, daß sich eine besonders hohe Schließkraft im Bereich des in den zur Bildung des Vorsprunges 2 vorgese henen Formraum mündenden Schließspaltes einstellt.

Inbesondere bei einer Ausführungsform des Lüfterrades als Ra dial-Laufrad ist es in vorteilhafter Weise möglich, den Fuß bereich 9 der jeweiligen Vorsprünge durch ein Formwerkzeug- Segment auszubilden, das radial zur Rotationsachse des Schau felelementes 1 nach außen von dem fertig geformten Vorsprung 2 abziehbar ist.

Um eine besonders hohe Oberflächenqualität der Vorsprünge 2 gewährleisten zu können und um bedarfsweise unterschiedliche Ausführungsformen der Vorsprünge realisieren zu können, sind in vorteilhafter Weise gemäß einem bevorzugten Herstellungs verfahren die zur Bildung der Vorsprünge vorgesehenen Forme lemente als insbesondere leistenartige Elemente auswechselbar an dem Formwerkzeug befestigt. Diese Leistenelemente sind hierbei in vorteilhafter Weise aus einem Material gefertigt, das eine im Vergleich zum übrigen Formwerkzeug erhöhte Ver schleißfestigkeit aufweist.

Um ein besonders zuverlässiges Ausfüllen des zur Bildung der Vorsprünge 2 vorgesehenen Formraumes gewährleisten zu können, wird in vorteilhafter Weise in dem das Schaufelelement bil denden Formraum kurz vor Einspritzen des Kunststoffmateriales ein Unterdruck erzeugt. Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt ein Einspritzbereich zur Bildung der jeweiligen Schaufelelemente in der Nähe der jeweiligen hinteren Abrißkante des Schaufelelementes.

Die Erfindung ist nicht auf die vorangehenden Ausführungsbei spiele beschränkt. Beispielsweise ist es auch möglich, die Vorsprünge in jeweils unterschiedlichen Gesamthöhen auszubil den und deren Abstand zum hinteren Ende des Schaufelelementes von Vorsprung zu Vorsprung geringfügig zu verändern.

Claims

1. Laufrad für eine Gebläseeinrichtung, mit einem Drehzentrum und einer Anzahl von um das Drehzentrum herum abfolgend angeordneten Schaufelelementen (1) zur För derung eines Mediums durch einen zwischen einer saugseitig liegenden Schaufel rückseite (4) und einer druckseitig liegenden Schaufelvorderseite (3) gebildeten Durchgangsbereich, wobei jedes Schaufelelement (1) einen Kopfbereich und einen stromabwärts liegenden Fußbereich aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß im Fußbereich wenigstens eines der Schaufelelemente (1) stiftartige Vorsprünge (2) ausgebildet sind, die über eine durch die Schaufelrückseite und/oder die Schaufelvor derseite (3) definierte Fläche hervorragen.

2. Laufrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (2) ei nen in Anströmrichtung stromaufwärts liegenden Kopfbereich (8) und einen stromab wärts liegenden Fußbereich (9) aufweisen, und daß der Kopfbereich (8) verjüngt aus gebildet ist.

3. Laufrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Fußbereich (9) verjüngt ausgebildet ist.

4. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (2) einen stromlinienförmigen Querschnitt aufweisen.

5. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt ein NACA-Profil ist.

6. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (2) im wesentlichen senkrecht zu der durch die Schaufelrückseite (4) de finierten Fläche (4') verlaufen.

7. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (2) unter Bildung von Zwischenräumen nebeneinanderliegend entlang des Fußbereiches des Schaufelelementes angeordnet sind.

8. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine quer zur Anströmrichtung der Vorsprünge gemessene Breite (b) im wesentlichen einer in Anströmrichtung gemessenen Länge (d) der Vorsprünge (2) entspricht.

9. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (d) der Vorsprünge (2) in Anströmrichtung größer ist als deren Breite (b) quer zur Anströmrichtung.

10. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (2) auf der Abrißkante des jeweiligen Schaufelelementes (1) sitzend an dem Schaufelelement (1) ausgebildet sind.

11. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Flächenschwerpunkt des Profilquerschnitts des jeweiligen Vorsprunges (2) hinter der körperlichen Abrißkante (6; 7) des jeweiligen Schaufelelementes (1) liegt.

12. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweilige Vorsprung (2) mit dem überwiegenden Teil seiner Länge über die Abrißkante des zugehörigen Schaufelelementes (1) stromabwärts hinausragt.

13. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeich net, daß wenigstens einer der Vorsprünge auf dem Schaufelelement (1) angeordnet ist.

14. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeich net, daß ein Dachabschnitt (12) des jeweiligen Vorsprungs (2) verjüngt, insbesondere gerundet ausgebildet ist.

15. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeich net, daß eine Dachkante (12') des jeweiligen Vorsprungs (2) im wesentlichen parallel zu einem unmittelbar benachbarten Stromlinienfaden verläuft.

16. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeich net, daß die Dachkante (12') des jeweiligen Vorsprunges gekrümmt verläuft, insbe sondere auf die entsprechende Seite (3; 4) des Schaufelelementes (1) hin ausläuft.

17. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeich net, daß die Kanten der Vorsprünge (2) gerundet sind.

18. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (2) entlang der Abrißkante unter einem Abstand (a1; a2; a3 . . . a_n) angeord net sind, der größer oder gleich der Breite der Vorsprünge ist.

19. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeich net, daß die Vorsprünge (2) unter ungleichen Abständen (a₁; a₂; a₃ . . . a_n) angeordnet sind.

20. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeich net, daß die Abstände (a₁; a₂; a₃ . . . a_n) zwischen den Vorsprüngen (2) im Randbereich des jeweiligen Schaufeielementes (1) kleiner sind als in einem Mittenbereich des Schaufelelementes (1).

21. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeich net, daß die Vorsprünge (2) bezüglich einer Richtung senkrecht zur Schaufelfläche im wesentlichen die gleiche Höhe (h) aufweisen.

22. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeich net, daß die Vorsprünge (2) in Richtung senkrecht zur Schaufelfläche unterschiedli che Höhen (h) aufweisen.

23. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeich net, daß die Breite (b) der Vorsprünge (2) im wesentlichen der Dicke des jeweiligen Schaufelelementes (1) im Fußbereich entspricht.

24. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeich net, daß die Vorsprünge (2) einstückig mit dem Schaufelelement (1) ausgebildet sind.

25. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeich net, daß die Vorsprünge (2) an einer hinteren Verbindungsfläche (5) zwischen der Schaufelvorderseite (3) und der Schaufelrückseite ausgebildet sind, und daß die Vor sprünge (2) nach hinten über diese Verbindungsfläche (5) hervorstehen und auf diese Verbindungsfläche (5) hin auslaufen.

26. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeich net, daß sich der jeweilige Vorsprung (2) in seinem Wurzelbereich zu der Verbin dungsfläche (5) hin verjüngt.

27. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeich net, daß das Laufrad ein Radial-Laufrad ist.

28. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeich net, daß die Vorsprünge (2) sich im wesentlichen tangential zu ihrer Umlaufbahn er strecken.

29. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeich net, daß die Vorsprünge (2) eine Stirnkante aufweisen, die sich radial einwärts ge neigt erstreckt.

30. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeich net, daß die Höhe der Vorsprünge (2) in Umfangsrichtung im Bereich zwischen 10% bis 90% des Umfangsabstandes zweier einander benachbarter Abrißkanten liegt.

31. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeich net, daß das Laufrad ein Axial-Laufrad ist.

32. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeich net, daß in Axialrichtung des Laufrades gemessen die Länge radial außenliegender Vorsprünge (2) größer ist als die der innenliegenden Vorsprünge (2).

33. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeich net, daß die Vorsprünge (2) lamellenartig ausgebildet sind.

34. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 33, dadurch gekennzeich net, daß das Profil der Vorsprünge (2) und der Verlauf der Vorsprünge (2) derart fest gelegt sind, daß die auf die Vorsprünge (2) auftreffende Strömung abgelenkt wird und insbesondere ein Dreh-Impuls um eine Drehachse parallel zur Anströmrichtung in das Strömungsmedium eingebracht wird.

35. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 34, dadurch gekennzeich net, daß der Dreh-Impuls einer seitlichen Rand-Umströmung des jeweiligen Schaufel elementes (1) entgegengerichtet ist.

36. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 35, dadurch gekennzeich net, daß die Vorsprünge (2) derart ausgerichtet sind, daß durch diese eine Winkeldif ferenz zwischen den saugseitigen und den druckseitig die Schaufelelemente (1) um strömenden, im Bereich der Abrißkante zusammentreffenden Stromfäden im wesent lichen vollständig ausgeglichen ist.

37. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 36, dadurch gekennzeich net, daß die Oberfläche der Schaufelelemente (1) aufgerauht ist.

38. Gebläseeinrichtung mit einem Gehäusekörper, einem angetriebenen Laufrad mit einem Drehzentrum und einer Anzahl von um das Drehzentrum herum abfolgend an geordneten Schaufelelementen (1) zur Förderung eines Mediums durch einen zwi schen einer Schaufelrückseite (4) und einer Schaufelvorderseite (3) gebildeten Durchgangsbereich, wobei jedes Schaufelelemente (1) einen Kopfbereich und einen stromabwärts liegenden Fußbereich aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß im Fußbereich wenigstens eines der Schaufelelemente stiftartige Vorsprünge (2) aus gebildet sind, die über eine durch die Schaufelrückseite (4) und/oder die Schaufelvor derseite (3) definierte Fläche hervorragen.