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Die Erfindung betrifft ein doppelflutiges Laufrad für einen Radial- oder Diagonalventilator mit einer ersten Deckscheibe, einer zweiten Deckscheibe, einer mittig zwischen den Deckscheiben angeordneten, geschlossenen Bodenscheibe und die jeweilige Deckscheibe und die Bodenscheibe verbindenden Schaufeln.
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Doppelflutige Laufräder für Turbinen, Pumpen oder Ventilatoren sind bekannt. Dabei werden quasi zwei zueinander gespiegelte Laufräder an ihrer Bodenscheibe verbunden. Neben der erhöhten Förderleistung haben doppelflutige Laufräder den Vorteil, dass axial auf die Drehachse wirkende Kräfte untereinander aufgehoben werden.
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Doppelflutige Laufräder für Radial- oder Diagonalventilatoren sind in einem Ventilatorengehäuse aufgenommen und darin drehbar um eine Rotationsachse drehangetrieben gelagert. Die bekannten Laufräder weisen dabei eine Bodenscheibe und beidseitig davon beabstandet Deckscheiben auf, wobei jeweils zwischen Deckscheibe und Bodenscheibe Schaufeln angeordnet sind. Die zu fördernde Luft wird über zwei axial vorgesehene Öffnungen angesaugt. Dafür weist jede Deckscheibe eine entsprechende Lufteintrittsöffnung auf. Durch die Rotation des Laufrades in einem drehangetriebenen Radialventilator wird Luft beidseitig über die Lufteintrittsöffnungen angesogen, durch die rotierenden Schaufeln beschleunigt und in eine radiale bzw. diagonale Strömungsrichtung gelenkt. Durch die entsprechende Ausbildung des Gehäuses des Radialventilators erfolgt dann ein definierter, gemeinsamer Luftaustritt in radialer oder diagonaler Richtung an einer Gehäuseöffnung.
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Die bekannten Laufräder werden aus Blech, Stahl oder Kunststoff hergestellt. Insbesondere bei Kunststofflaufrädern ist zu dessen Herstellung eine Form, beispielsweise zum Spritzgießen erforderlich. Derartige Formen sind sehr aufwendig und teuer und lohnen daher nur bei hohen Stückzahlen für die zu produzierenden Laufräder. Jedoch sind Kunststofflaufräder gerade für spezielle Anwendungen zur Förderung sehr aggressiver Medien und/oder im Reinbereich zur Vermeidung von Metallionen unumgänglich, in diesem Bereich sind jedoch nur geringe Stückzahlen erforderlich.
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Daher ist es Aufgabe der Erfindung, ein doppelflutiges Laufrad anzugeben, das in verschiedenen Größen kostengünstig herstellbar ist.
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Gelöst wird diese Aufgabe mit einem doppelflutigen Laufrad gemäß Anspruch 1.
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Dadurch, dass die Bodenscheibe als ein erstes Segment, die erste Deckscheibe mit ihren zugeordneten Schaufeln aus mehreren gleichartigen, zweiten Segmenten und die zweite Deckscheibe mit ihren zugeordneten Schaufeln aus mehreren gleichartigen, dritten Segmenten ausgebildet sind, wobei das zweite Segment einen Abschnitt der ersten Deckscheibe als ersten Deckscheibenabschnitt sowie eine Schaufel und das dritte Segment einen Abschnitt der zweiten Deckscheibe als zweiten Deckscheibenabschnitt sowie eine Schaufel umfassen und die Segmente zur Bildung des Laufrades über Verbindungsmittel miteinander verbunden sind, ist das Laufrad aus drei verschiedenen Segmenten in Art eines Baukastensystems zusammenstellbar. Das doppelflutige Laufrad wird durch Aneinanderfügen dieser Segmente hergestellt. Das erste Segment oder mehrere erste Segmente bilden die Bodenscheibe, die bevorzugt als geschlossene Scheibe über den Umfang des Laufrades ausgebildet ist. Beidseitig werden entsprechend aus gleichartigen zweiten Segmenten für die eine Seite und aus gleichartigen dritten Segmenten für die andere Seite das doppelflutige Laufrad zusammengefügt.
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Auf der einen Seite der Bodenscheibe sind die erste Deckscheibe und auf der anderen Seite die zweite Deckscheibe angeordnet, wobei die erste und zweite Deckscheibe aus Segmentteilen gebildet sind. Damit wird auf einfache Weise ein doppelflutiges Laufrad aus Segmentteilen für die erste und zweite Deckscheibe zusammengesetzt. Die mittig angeordnete Bodenscheibe kann dabei ebenfalls segmentiert oder bevorzugt als einstückige Scheibe ausgebildet sein. Die aus mehreren ersten Segmenten gebildete, mittige Bodenscheibe oder die einstückige Bodenscheibe weist dabei entsprechend angepasste Fügebereiche auf, an denen die Segmentteile mit ihren Schaufeln, bevorzugt über entsprechende Passungselemente, angefügt werden können.
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Für die Herstellung jedes Segments wird dabei nur eine relativ kleine oder einfache Form für das Pressformen, Spritzgießen, Rotationsformen oder dergleichen benötigt, wobei dann aus beispielsweise fünf bis zwanzig, bevorzugt sechs bis vierzehn, besonders bevorzugt sechs bis zehn daraus hergestellten gleichartigen zweiten Segmenten die erste Deckscheibe mit ihren zugeordneten Schaufeln und auf der anderen Seite mit entsprechender Anzahl gleichartiger dritter Segmente die zweite Deckscheibe mit ihren zugeordneten Schaufeln erstellt und mit dem ersten Segment (Bodenscheibe) verbunden wird. Entsprechend reduzieren sich die Herstellungskosten für die benötigten Formen für das zweite und dritte Segment durch die erheblich kleinere Segmentgröße gegenüber dem gesamten Laufrad bereits deutlich. Das erste Segment (Bodenscheibe) kann als flächiges Bauteil ebenfalls als Formbauteil, auch als einstückiger Materialzuschnitt oder aus mehreren ersten Segmenten konstengünstig hergestellt werden. Demgegenüber bedeutet das Zusammenfügen des doppelflutigen Laufrades über Verbindungsmittel zwar einen Mehraufwand, der jedoch bei geringen Stückzahlen deutlich geringer als die Ersparnis der Formkosten ausfällt. Somit ergibt sich bei geringen Stückzahlen ein deutlicher wirtschaftlicher Vorteil.
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Wenn die Verbindungsmittel Überlappungsbereiche an den ersten und zweiten Deckscheibenabschnitten aufweisen, können die einzelnen zweiten beziehungsweise dritten Segmente an ihren jeweiligen Überlappungsbereichen mit einfachen Fügemethoden, beispielsweise Nietverbindungen, Schraubverbindungen, Klebeverbindungen, Schweißverbindungen, Pressverbindungen oder dergleichen miteinander verbunden werden.
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Um die ordnungsgemäße Ausrichtung der aneinander zu fügenden zweiten beziehungsweise dritten Segmente untereinander zu vereinfachen, sind im Überlappungsbereich erste Passungselemente für ein definiertes Zusammenfügen der zweiten oder dritten Segmente in einer vorgegebenen festen Laufrad-Durchmesser-Konfiguration vorgesehen.
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Die ersten Passungselemente sind beispielsweise Aussparungen, dazu kongruente Vorsprünge, fluchtende Löcher für Schrauben/Nieten etc. Die entsprechenden ersten Passungselemente sind dabei bevorzugt so angeordnet, dass sich mit dem jeweiligen Segment verschiedene Laufradgrößen durch das entsprechend der jeweiligen Passung vorgesehene Zusammenfügen ergeben. Dabei können beispielsweise fünf gleichartige Segmente ein Laufrad mit relativ kleinem Durchmesser bilden, wobei in einer weiteren Zusammenstellung beispielsweise elf der gleichartigen Segmente zu einem Laufrad mit deutlich größerem Durchmesser zusammengefügt werden können. Somit lassen sich verschiedene Laufrad-Durchmesser-Konfigurationen mit einem Satz von zweiten Segmenten und einem entsprechenden Satz von dritten Segmenten und einem für die gewünschte Durchmesser-Konfiguration erforderliches erstes Segment (Bodenscheibe) erstellen. Somit können mit einer Segmentform mehrere verschieden ausgestaltete Laufräder hergestellt werden, was die Formkosten und die Lagerhaltung weiter reduzieren.
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Wenn die Verbindungsmittel Fügemittel zwischen der Bodenscheibe und den Schaufeln aufweisen, können die zur Bodenscheibe zeigenden Schaufeln sicher mit der Bodenscheibe verbunden werden. Insbesondere sind für die Fügemittel zweite Passungselemente für ein definiertes Zusammenfügen des ersten Segments mit den Schaufeln in einer vorgegebenen festen Laufrad-Höhen-Konfiguration vorgesehen.
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Dadurch, dass die Schaufeln zwischen der ersten bzw. der zweiten Deckscheibe und der Bodenscheibe zweigeteilt mit einem zu den Deckscheiben gehörenden, äußeren Schaufelabschnitt und einem zum ersten Segment gehörenden, inneren Schaufelabschnitt ausgeführt sein können, wobei dann Fügemittel zwischen inneren und äußeren Schaufelabschnitten vorgesehen sind, können je nach verwendetem Fügemittel und Größe und Überlappung der jeweiligen Schaufelabschnitte verschiedene Laufrad-Höhen-Konfigurationen ermöglicht werden. Hinsichtlich der Fügemittel ist es bevorzugt, dass das Fügemittel einen unmittelbaren Überdeckungsbereich der beiden Schaufelabschnitte umfasst. Das Schaufelsegmentteil kann dabei eine für das gewünschte zusammen zu fügende doppelflutige Laufrad angepasste Höhe aufweisen, wobei das Schaufelsegmentteil aus einem flächigen Material im Zuschnitt hergestellt werden kann. Es bedarf somit nicht unbedingt einer weiteren Herstellungsform.
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Alternativ umfasst das Fügemittel einen unmittelbaren Überdeckungsbereich der beiden Schaufelabschnitte, womit die aus den zweiten und dritten Segmenten zusammengesetzten Laufradteile direkt mit dem ersten Segment (Bodenscheibe) zu dem doppelflutigen Laufrad zusammengefügt werden können.
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Wenn mit den zweiten Passungselementen die Schaufelabschnitte direkt oder über die Schaufelabschnitte und den Schaufelsegmentteil für verschiedene Laufrad-Höhen-Konfigurationen verbindbar sind, können verschiedene Laufrad-Höhen-Konfigurationen durch die zweiten Passungselemente vorgegeben werden, womit das Zusammenfügen in wunschgemäßer Leistungsgröße für das doppelflutige Laufrad vereinfacht wird.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen detailliert beschrieben.
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Darin zeigt:
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1 ein doppelflutiges Laufrad gebildet aus verschiedenen Segmenten in räumlicher Ansicht,
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2 das in 1 dargestellte Laufrad in Draufsicht und
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3 das in 1 dargestellte Laufrad in Seitenansicht.
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In 1 ist ein aus einem ersten Segment 21, neun zweiten Segmenten 22 und neun dritten Segmenten 23 zusammengesetztes doppelflutiges Laufrad 1 in räumlicher Ansicht dargestellt. Das erste Segment 21 bildet einstückig die Bodenscheibe 10 in Form einer Kreisringscheibe, wie in der Draufsicht in 2 erkennbar, die auf beiden Seiten mit jeweils neun inneren Schaufelabschnitten 131 versehen ist. Eine erste Deckscheibe 11, in 1 links der Bodenscheibe 10 dargestellt, besteht aus neun zweiten Segmenten 22, die jeweils einen ersten Deckscheibenabschnitt 111 mit einem Überlappungsbereich 30 als Verbindungsmittel 3 aufweisen, so dass die einzelnen neun, identischen zweiten Segmente 22 über den Überlappungsbereich 30 miteinander durch Kunststoffschweißen, Kleben oder dergleichen verbindbar sind. Um eine definierte und an jeder Fügestelle gleichmäßige Zusammenfügung zu erreichen, weist der erste Deckscheibenabschnitt 111 erste Passungselemente 31 (siehe 3) auf, die in Form von Längssicken ausgebildet sind.
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Zu jedem zweiten Segment 22 gehört ein äußerer Schaufelabschnitt 132, der beim Zusammenfügen über Verbindungsmittel 3 als unmittelbaren Überdeckungsbereich 133 mit dem inneren Schaufelabschnitt 131 des ersten Segments 21 in Form der Bodenscheibe 10 jeweils eine Schaufel 13 des Laufrades 1 bildet. Am unmittelbaren Überdeckungsbereich 133 des inneren Schaufelabschnitts 131 mit dem äußeren Schaufelabschnitt 132 sind zweite Passungselemente 32 vorgesehen, die eine vorgegebene Laufrad-Höhen-Konfiguration des aus den Segmenten 21, 22 zusammengefügten Laufrades 1 ergeben.
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Gleiches gilt für die dritten Segmente 23, die zu den zweiten Segmenten 22 spiegelverkehrt ausgeführt sind. Aus den neun dritten Segmenten 23 wird folglich über die entsprechenden Überlappungsbereiche 30 die zweite Deckscheibe 12 und in Verbindung mit den inneren Schaufelabschnitten 131 der Bodenscheibe 10 die Schaufeln 13 des zweiten Laufradteils gebildet. Auch hier sind entsprechende Verbindungsmittel 3 vorgesehen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Laufrad
- 10
- Bodenscheibe
- 11
- erste Deckscheibe
- 111
- erster Deckscheibenabschnitt
- 12
- zweite Deckscheibe
- 121
- zweiter Deckscheibenabschnitt
- 13
- Schaufel
- 131
- innerer Schaufelabschnitt
- 132
- äußerer Schaufelabschnitt
- 133
- unmittelbarer Überdeckungsbereich
- 21
- erstes Segment
- 22
- zweites Segment
- 23
- drittes Segment
- 3
- Verbindungsmittel
- 30
- Überlappungsbereich
- 31
- erstes Passungselement
- 32
- zweites Passungselement
