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Gebläse
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft ein Gebläse und insbesondere ein Zentrifugallaufrad des Gebläses. Die Erfindung betrifft auch Elektrogeräte wie beispielsweise Staubsauger oder Händetrockner, in denen ein solches Gebläse verwendet wird.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Als ein wesentliches Bauteil eines Händetrockners hat ein Gebläse ein Zentrifugallaufrad und einen Motor für den Antrieb des Zentrifugallaufrads. Das Laufrad bewegt Luft, so dass ein unter Druck gesetzter Luftstrom entsteht, der über einen Luftauslass ausströmt. Händetrockner und Staubsauger arbeiten in der typischen Weise mit einem Zentrifugalgebläse, das einen Lufteinlass und einen dezentralen Luftauslass hat.
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Es wird auf 1 Bezug genommen. Ein übliches Zentrifugallaufrad hat eine Basisplatte 10, eine Abdeckplatte 20 und eine Flügelanordnung 30, die zwischen der Basisplatte 10 und der Abdeckplatte 20 vorgesehen ist. Eine Motorwellen-Befestigungsöffnung 101 ist in einer zentralen Position der Basisplatte 10 gebildet. Ein Lufteinlass 201 ist einer zentralen Position der Abdeckplatte 20 gebildet. Die Flügelanordnung 30 umfasst eine Vielzahl von gekrümmten Flügeln 301, die ringförmig angeordnet sind. Ein Abdeckplattenbefestigungsbereich 302 und ein Basisplattenbefestigungsbereich (nicht gezeigt) erstrecken sich jeweils von einer Oberseite (in der Nähe der Abdeckplatte) und einer Unterseite (in der Nähe der Basisplatte) jedes gekrümmten Flügels 301 nach außen. Die Abdeckplatte 10 und die Basisplatte 20 haben jeweils rechteckförmige Flügelbefestigungsöffnungen 202 und Flügelbefestigungsöffnungen (nicht gezeigt), die jeweils den Abdeckplattenbefestigungsbereichen 302 und den Basisplattenbefestigungsbereichen (nicht gezeigt) entsprechen.
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Ein Nachteil des üblichen Gebläses ist, dass das Zentrifugallaufrad bekanntlich bricht, wenn die Motordrehzahl hoch ist, insbesondere höher als 33000 U/min. Grundsätzlich entstehen Risse in der Abdeckplatte, die sich von den Befestigungsöffnungen 202 in der Nähe des Lufteinlasses 201 ausbreiten. Die Risse führen zu einem Ausfall des Zentrifugallaufrads, wodurch die Lebensdauer des Gebläses herabgesetzt wird.
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ÜBERSICHT
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Es wird daher ein Gebläse mit längerer Lebensdauer gewünscht.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Gebläse angegeben, umfassend: ein Zentrifugallaufrad und einen Elektromotor, der das Laufrad antreibt, wobei das Zentrifugallaufrad umfasst: eine Basisplatte; eine Abdeckplatte, die einen Lufteinlass definiert; eine Flügelanordnung, die zwischen der Basisplatte und der Abdeckplatte montiert ist, wobei die Flügelanordnung eine Vielzahl von gekrümmten Flügeln umfasst, die rund um den Lufteinlass angeordnet sind; und einen Verstärkungsring, der rund um den Lufteinlass an der Abdeckplatte montiert ist.
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Vorzugsweise hat die Abdeckplatte einen sich nach außen erstreckenden Flansch an dem Lufteinlass, und der Verstärkungsring hat ebenfalls einen Flansch, der den Flansch der Abdeckplatte eng umschließt.
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Vorzugsweise hat jeder der Flügel eine erste Seite in der Nähe der Abdeckplatte und eine zweite Seite in der Nähe der Basisplatte, wobei Abdeckplattenbefestigungsbereiche von der ersten Seite vorspringen, Basisplattenbefestigungsbereiche von der zweiten Seite vorspringen, die Abdeckplatte Flügelbefestigungsöffnungen hat, die sich mit den Abdeckplattenbefestigungsbereichen im Eingriff befinden, und die Basisplatte Flügelbefestigungsöffnungen hat, die sich mit den Basisplattenbefestigungsbereichen im Eingriff befinden.
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Vorzugsweise hat der Verstärkungsring Befestigungsöffnungen, die sich mit einigen der Abdeckplattenbefestigungsbereiche im Eingriff befinden, zur Festlegung des Verstärkungsrings an der Abdeckplatte.
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Vorzugsweise sind die Flügelbefestigungsöffnungen der Basisplatte und/oder der Abdeckplatte rechteckförmig.
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Vorzugsweise umfassen die Abdeckplattenbefestigungsbereiche eine Vielzahl von Befestigungsvorsprüngen, die rechteckförmig sind, wobei in einer Außenseite des Rechtecks eine Ausnehmung gebildet ist.
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Vorzugsweise umfassen die Abdeckplattenbefestigungsbereiche jedes Flügels mindestens vier Befestigungsvorsprünge, wobei von den vier Befestigungsvorsprüngen mindestens ein Befestigungsvorsprung in der Nähe des Lufteinlasses mit der Abdeckplatte und dem Verstärkungsring fest verbunden ist.
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Vorzugsweise umfasst der Verstärkungsring eine ringförmige Bodenplatte und einen Flansch, der sich rund um eine innere Öffnung der ringförmigen Bodenplatte erstreckt, wobei die ringförmige Bodenplatte an der Abdeckplatte liegt und Befestigungsöffnungen hat, durch welche die Abdeckplattenbefestigungsbereiche hindurchtreten.
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Vorzugsweise beträgt ein Verhältnis eines Außendurchmessers des Verstärkungsrings zu einem Außendurchmesser der Abdeckplatte oder der Basisplatte 0,48 bis 0,61.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Elektrogerät angegeben, umfassend ein Außengehäuse mit einer Einlassöffnung und einer Auslassöffnung und das vorstehend beschriebene Gebläse, das in dem Außengehäuse montiert ist.
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Vorzugsweise ist das Gerät ein Händetrockner oder ein Staubsauger.
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In den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist ein Verstärkungsring an der Position des Lufteinlasses montiert, der die Stabilität der Abdeckplatte verbessert, wirksam verhindert, dass das Zentrifugallaufrad infolge hoher Motordrehzahlen bricht, und die Lebensdauer des Laufrads, des Gebläses und des Haushaltsgeräts wie Staubsauger oder Händetrockner erheblich verlängert.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nunmehr anhand eines Beispiels beschrieben, wobei auf die anliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird. Identische Strukturen, Elemente oder Teile, die in mehr als einer Zeichnungsfigur erscheinen, sind in sämtlichen Figuren, in denen sie erscheinen, grundsätzlich identisch gekennzeichnet. Die Dimensionen von Komponenten und Merkmalen sind im Hinblick auf eine übersichtliche Darstellung gewählt und sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu dargestellt. Die Figuren sind nachstehend aufgelistet.
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1 ist eine perspektivische Ansicht eines üblichen Zentrifugallaufrads;
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2 ist eine perspektivische Ansicht eines Zentrifugallaufrads gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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3 ist eine perspektivische Ansicht eines Verstärkungsrings des Zentrifugallaufrads von 2;
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4 ist eine perspektivische Ansicht des Zentrifugallaufrads von 2, wobei der Verstärkungsring abgenommen wurde;
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5 ist eine perspektivische Ansicht einer Basisplatte und einer Flügelanordnung des Laufrads von 2;
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6 zeigt einen Flügel des Laufrads von 2;
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7 ist eine schematische Darstellung eines Gebläses zur Verwendung in einem Elektrogerät wie Händetrockner oder Staubsauger;
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8 zeigt einen Händetrockner gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
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9 zeigt einen Staubsauger gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Ein Zentrifugallaufrad gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die 2 bis 6 beschrieben.
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Das Zentrifugallaufrad hat eine Basisplatte 10, eine Abdeckplatte 20, die einen Lufteinlass 21 an einer zentralen Position der Abdeckplatte 20 definiert, eine Flügelanordnung 30, die zwischen der Basisplatte 10 und der Abdeckplatte 20 vorgesehen ist, und einen Verstärkungsring 40, der rund um den Lufteinlass 21 an der Abdeckplatte 20 montiert ist.
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Die Basisplatte 10, die Abdeckplatte 20, die Flügelanordnung 30 und der Verstärkungsring 40 sind vorzugsweise sämtlich aus einem Metallmaterial, idealerweise aus Aluminiummaterial, hergestellt.
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Die Basisplatte 10 definiert eine Verbindungsöffnung 11 an einer zentralen Position der Basisplatte 10, die dem Lufteinlass 21 der Abdeckplatte 20 entspricht und den Durchtritt einer Motorwelle ermöglicht.
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In der vorliegenden Ausführungsform hat die Flügelanordnung 30 eine Vielzahl von gekrümmten Flügeln 31, die ringförmig angeordnet sind. Eine Vielzahl von Abdeckplattenbefestigungsbereichen 32 und eine Vielzahl von Basisplattenbefestigungsbereichen 33 (6) springen von einer Oberseite (in der Nähe der Abdeckplatte) und von einer Unterseite (in der Nähe der Basisplatte) jedes gekrümmten Flügels 31 nach außen vor. Die Abdeckplatte 20 hat Flügelbefestigungsöffnungen 22 für den Eingriff mit den Abdeckplattenbefestigungsbereichen 32, und die Basisplatte 10 hat ebenfalls Flügelbefestigungsöffnungen (nicht gezeigt) für den Eingriff mit den Basisplattenbefestigungsbereichen. Vorzugsweise werden Nietverbindungen für die Befestigung der Abdeckplattenbefestigungsbereiche 32 und der Basisplattenbefestigungsbereiche 33 der Flügel 31 an den Flügelbefestigungsöffnungen der Abdeckplatte 20 und der Basisplatte 10 verwendet. Insbesondere werden die Befestigungsbereiche 32, 33 nach dem Einsetzen durch die entsprechenden Befestigungsöffnungen verformt, um die Abdeckplatte und die Basisplatte an den Flügeln zu sichern.
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In der vorliegenden Ausführungsform hat der Verstärkungsring 40 einen ringförmige Bodenplatte 41, in der Befestigungsöffnungen 42 gebildet sind. Ein Flansch 43 springt von der Innenkante der ringförmigen Bodenplatte 41 nach oben vor. Der Flansch 43 hat eine Form, die der Form des Lufteinlasses 21 der Bodenplatte 10 angepasst ist. Die ringförmige Bodenplatte 41 liegt an einer Außenfläche der Abdeckplatte 20, und der Flansch 43 ist dichtsitzend um einen Flansch 23 (4) der Abdeckung 20 an dem Lufteinlass angeordnet. Die Befestigungsöffnungen 42 haben die gleiche Form wie die Flügelbefestigungsöffnungen 22 in der Nähe des Lufteinlasses 21 und sind auf die Flügelbefestigungsöffnungen 22 ausgerichtet, so dass die Abdeckplattenbefestigungsbereiche 32 der Flügel 31 der Reihe nach durch die Flügelbefestigungsöffnungen 22 der Abdeckplatte und die Befestigungsöffnungen 42 des Verstärkungsrings hindurchgeführt und an denselben festgelegt werden können.
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Vorzugsweise fluchtet die Außenkante der Abdeckplatte 20 oder der Basisplatte 10 mit den äußeren Enden der Flügel 31, d. h. die Abdeckplatte, die Basisplatte und die Flügel haben den gleichen Außendurchmesser. Das Verhältnis des Außendurchmessers des Verstärkungsrings 40 zu dem Außendurchmesser der Abdeckplatte/Basisplatte reicht von 0,48 bis 0,61. Diese Konfiguration ermöglicht eine Vergrößerung der Stabilität der Abdeckplatte 22, ohne das Gewicht des Laufrads nennenswert zu erhöhen.
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Vorzugsweise sind die Flügelbefestigungsöffnungen 22 rechteckförmig. Die Abdeckplattenbefestigungsbereiche 32 habe eine Vielzahl von Befestigungsvorsprüngen. Die Befestigungsvorsprünge sind ebenfalls rechteckförmig, wobei an einer Oberseite des Rechtecks eine Ausnehmung gebildet ist, so dass im Zuge des Vernietens die Bereiche auf einander gegenüberliegenden Seiten der Ausnehmungen der Befestigungsvorsprünge derart verformt werden können, dass sie die Abdeckplatte 20/den Verstärkungsring 40 rund um die Flügelbefestigungsöffnungen 22/42 von einer Außenseite der Abdeckplatte 20/einer Außenseite des Verstärkungsrings 40 mit Druck beaufschlagen und halten können, wodurch verhindert wird, dass sich die Abdeckplatte 20, der Verstärkungsring 40 und die Flügel 31 voneinander lösen. Ähnlich sind die Flügelbefestigungsöffnungen der Basisplatte 10 rechteckförmig. Die Basisplattenbefestigungsbereiche sind ebenfalls rechteckförmig, wobei an der Oberseite des Rechtecks eine Aussparung gebildet ist, und die Nietverbindungen zwischen den Basisplattenbefestigungsbereichen der Flügel 31 und der Basisplatte 10 sind die gleichen wie jene zwischen den Abdeckplattenbefestigungsbereichen 31 und der Abdeckplatte 20.
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Vorzugsweise beträgt die Anzahl der Flügelbefestigungsöffnungen 22 dem jeweiligen gekrümmten Flügel 31 entsprechend vier. Es versteht sich jedoch, dass die Anzahl der Flügelbefestigungsöffnungen 22 dem jeweiligen Flügel 31 entsprechend mehr oder weniger als vier betragen kann. In entsprechender Weise können auch die Befestigungsöffnungen an der Basisplatte für den Eingriff mit dem jeweiligen Flügel 31 kleiner, gleich oder größer als vier sein.
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Vorzugsweise haben die Abdeckplattenbefestigungsbereiche 32 jedes Flügels 31 mindestens vier Befestigungsvorsprünge. Von den mindestens vier Befestigungsvorsprüngen ist mindestens ein Befestigungsvorsprung in der Nähe des Lufteinlasses fest an der Abdeckplatte 20 und an dem Verstärkungsring 40 montiert.
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Im Vergleich zu dem üblichen Laufrad ist an der Position des Lufteinlasses ein Verstärkungsring montiert, der wirksam verhindert, dass das Zentrifugallaufrad infolge hoher Motordrehzahlen bricht, und der die Lebensdauer des Gebläses deutlich verlängert.
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7 zeigt schematisch ein Gebläse 400 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, das für ein Elektrogerät wie Händetrockner oder Staubsauger geeignet ist. Das Gebläse enthält ein Zentrifugallaufrad 410 wie vorstehend beschrieben und einen Elektromotor 420 für den Antrieb des Laufrads 410. Das Gebläse ist in einem Außengehäuse des Geräts montiert. Das Außengehäuse hat eine Einlassöffnung und eine Auslassöffnung. Wenn das Gebläse in Betrieb ist, dreht sich das Laufrad 410, um einen Luftstrom zu bilden.
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Es wird auf 8 Bezug genommen. Das Gehäuse eines Händetrockners 500 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat eine Einlassöffnung (nicht gezeigt) und Auslassöffnungen 510, 520. Das Gebläse (nicht gezeigt) ist in dem Außengehäuse montiert. Unter dem Antrieb durch den Motor erzeugt das Zentrifugallaufrad Luftströme 522 mit hoher Geschwindigkeit, die über ihre entsprechenden Auslassöffnungen ausströmen.
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Es wird auf 9 Bezug genommen. Das Gehäuse eines Staubsaugers 600 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat einen Hauptkörper 608, eine obere Abdeckung 603, die an dem Hauptkörper 608 montiert ist, und Räder 602, die an der Unterseite des Hauptkörpers 608 montiert sind. Der Hauptkörper 608 hat eine Einlassöffnung 601. Das Gebläse ist in einer durch den Hauptkörper 608 und die obere Abdeckung 603 definierten Kammer montiert. Unter der Antriebskraft des Motors dreht sich das Zentrifugallaufrad, um einen Bereich mit niedrigem Druck zu bilden, d. h. ein Vakuum, so dass Staub und Schmutz über die Einlassöffnung 601 in den Staubsauger eingesaugt werden.
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Es versteht sich, dass das Zentrifugallaufrad und das Zentrifugalgebläse, die durch vorliegende Erfindung bereitgestellt werden, auch in anderen Arten von Elektrogeräten verwendet werden können.
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Verben wie ”umfassen”, ”aufweisen”, ”enthalten” und ”haben” sowie deren Abwandlungen in der Beschreibung und in den Ansprüchen der vorliegenden Anmeldung sind in einem einschließenden Sinne zu verstehen. Sie geben an, dass das genannte Element oder Merkmal vorhanden ist, schließen jedoch nicht aus, dass noch weitere Elemente oder Merkmale vorhanden sind.
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Bestimmte Merkmale der Erfindung, die der Klarheit halber im Zusammenhang mit separaten Ausführungsformen beschrieben wurden, können auch in nur einer Ausführungsform kombiniert sein. Umgekehrt können verschiedene Merkmale, die der Kürze halber in einer Ausführungsform beschrieben wurden, ebenso separat oder in geeigneten Unterkombinationen vorhanden sein.
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Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar. Der Fachmann wird erkennen, dass innerhalb des Rahmens der Erfindung, der durch die anliegenden Ansprüche definiert ist, verschiedene weitere Modifikationen möglich sind.
