DE2535878C2

DE2535878C2 - Laufrad der offenen Bauart aus Kunststoff für einen Kreisellüfter

Info

Publication number: DE2535878C2
Application number: DE19752535878
Authority: DE
Inventors: Miroslav Dipl.-Ing. Dr.-Ing. 5600 Wuppertal Beranek
Original assignee: Vorwerk and Co Interholding GmbH
Current assignee: Vorwerk and Co Interholding GmbH
Priority date: 1975-08-12
Filing date: 1975-08-12
Publication date: 1985-01-24
Also published as: DE2535878A1

Description

0,35 < Ζ),: (ή < 0,5

ausgelegt ist und daß der Eintrittswinkel vom Nabendurchmesser bis zum Eintrittsdurchmesser etwa 90° beträgt und der Austrittswinkel von 25"¹ von da ab die Schaufelkrümmung bestimmt.

Damit eine gute Luftkühlung vom Eintritt aus durch die Schaufeln, d. h. eine Umlenkung vom axialen Lufteintritt zum radialen Luftaustritt hin erfolgt, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung gegeben, daß die Nabe kegeiförmig zum Außendurchmesser hin verläuft und eine im Bereich der Wellenaufnahme abgerundete Kuppe zeigt.

Um einen hohen Schluckgrad zu erhalten, der es erlaubt, stabhaltige Luft und Festpartikel sehr günstig von der axialen Ansaugung durch die Schaufeln in die radiale Ausblasrichtung zu leiten, ohne daß die Schaufeln am Eintrittsdurchmesser zu stark belastet werden, ist es nach einem weiteren erfinderischen Merkmal angezeigt, daß die Schaufeln vom Eintrittsdurchmesser bis auf einen Nabendurchmesser von 25 mm auslaufen.

Die mit der Erfindung vorgeschlagenen Lösung hat den Vorteil, daß hiernach ein Kunststofflüfterrad der offenen Bauart ermöglicht wird, welches keine metallischen Versteifungen aufweist und wie ein metallisches Lüfterrad herzustellen ist. Gleichzeitig weist es durch die starke, nach unten gerichtete Krümmung eine verminderte Abtriebsanfälligkeit auf und ist, bedingt durch die Materialelastizität, gegen Schläge von festen Teilen unempfindlicher.

Ein weiterer Vorteil findet sich in der nach außen gerichteten Schaufelkonzität, die durch einen sogenannten Gyroskopeffekt dem Gesamtgerät eine stabile Arbeitslage verleiht und die Unwucht — bei Zusammen-

H bau mit der Antriebsmaschine — vermindert Aus wirtf£ schaftlicher Sicht zeigt sich eine vorteilhafte Material-]f einsparung mit der Möglichkeit ein abgenutztes Lüftergf rad am kompletten Gerät austauschen zu können.
|i Ein Ausführungsbeispiel ist in den Zeichnungen ver- W- deutlicht und im folgenden näher beschrieben.
ψ Es zeigt

ti Fig. 1: eine Draufsicht auf das Kunststofflüfterrad, Ii aus der die Schaufelkontur sowie die nach außen zeijg gende Konizität eier Schaufeln hervorgeht,

Jl F i g. 2: einen Schnitt durch F i g. 1 entlang des Durch- % messers, wobei die Nabenkontur und die Schaufeln darp gestellt sind.

U In F i g. 1 ist die Krümmung sowie die Konizität der I Schaufeln aufgezeigt Die Drehrichtung des Laufrades 6 ff ist durch einen Richtungspfeil gekennzeichnet Hiernach wird die staubhaltige und Festpartikel mitführende Luft in axisJer Richtung in das Laufrad 6 hineingezogen und wird — dargestellt in F i g. 2 — von der Nabenkontur 2 zum Eintrittsdurchmesser d\ hingeleitet wobei die Kuppe 4 über der Wellenaufnahme 3 die gleichmäßige Luftaufteilung vornimmt und diese frei zum Nabeadurchmesser d_N führt Von dort aus tritt die verunreinigte Luft in die Schaufelkanäle 7 und wird bis zum radialen Austritt 8 umgelenkt

Nach dem schematischen Kräfteparallelogramm 9 an einer Schaufel 1 in F i g. 1 soll erläutert werden, wie deren Verschleiß, d. h. der Schaufelabrieb, beträchtlich vermindert wird. Demgemäß ist bei einem Durchmesserverhältnis von etwa 0,4 die Kraft N senkrecht zur I Strömungsrichtung nach der bekannten Gleichung

j! _N . J^ _dm

i ^R

i

H zu berechnen. Da es sich hierbei um ein Laufrad für

ü insbesondere Staubsauger handelt, ist, bedingt durch

I deren Antriebsmotoren, eine Umfangsgeschwindigkeit R von bis zu 90 m/sec üblich. Aus dieser Umfangsge-

*i schwindigkeit ist ersichtlich, daß w² einen großen Wert

I? annimmt. Mit R ist der Radius der Schaufelkrümmung

II bezeichnet, an dessen Stelle sich ein Stauo- oder Fest- U partikel gerade befindet.

I Mit der Maßnahme, die Schaufel 1 vom Eintrittswin-

S kel/?i =etwa 90° zum Austrittswinkel/?2 = 25° auslaufen

: zu lassen, ergibt sich eine sehr große Schaufelkrüm-

h< mung — d.h. der Radius R wird sehr klein werden —.
;·' Aus der Gleichung ist nun ersichtlich, daß die Kraft N

|i senkrecht zur Strömungsrichtung sehr groß wird, so daß

H die Reibung zwischen Siaub- oder Festpartikel und

H Schaufel i aufgehoben wird.

ν

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Laufrad der offenen Bauart aus Kunststoff für einen Handstaubsauger — Kreisellüfter mit nachgeschalteten! Staubfilter, welches nach rückwärts gekrümmte Schaufeln aufweist und zur Förderung des Gemisches von slaubhaltigcr Lufl und Fcslpartikcln bei hohen Drehzahlen vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (1) in ihrer Schaufelbreite (b 1, 62) konstant der Nabenkontur (2) bis zum Einlrittsdurchmesser (d 1) verlaufend gestaltet sind und zum Austrittsdurchmesser (d 2) in ihrer Schaufelstärke (S) konisch im Verhältnis Schaufelstärke beim Austrittsdurchmesser (52) = i,7 χ Schaufelstärke beim Nabendurchmesser (S 1) ausgeführt sind, sowie daß die Schaufelkrümmung (5) am Eintrittsdurchmesser (d 1) einsetzt und daß die Schaufelbreite (t/l) zum Eintrittsdurchmesser (d 1) im B,e^reich des Verhälnisses

0,35 < 4f < 0,5
al

ausgelegt ist und daß der Eintrittswinkel (ß 1) vom Nabendurchmesser (dN) bis zum Eintrittsdurchmesser (d 1) etwa 90° beträgt und \ier Austrittswinkel (/?2) von 25° von da ab die Schaufelkrümmung (5) bestimmt

2. Laufrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebe (2) kegelförmig zum Außendurchmesser (c/2) hin verläuft und im Bereich der Wellenaufnahme (3) eine abgerundete Lappe (4) zeigt

3. Laufrad nach Ansprucii 1 ,dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (1) vom Eis. .rittsdurchmesser (d 1) bis auf einen Nebendurchmesser (dN) von 25 mm auslaufen.

40

Die Erfindung betrifft ein Laufrad der offenen Bauart aus Kunststoff für einen Handstaubsauger — Kreisellüfter mit nachgeschaltetem Staubfilter, welches nach rückwärts gekrümmte Schaufeln aufweist und zur Forderung des Gemisches von staubhaltiger Luft und Festpartikeln bei hohen Drehzahlen vorgesehen ist

Derartige Kunststofflaufräder bezwecken, unter Beibehaltung der Einsatzeigenschaften von Metallüfterrädern, eine wirtschaftliche Fertigung.

Es ist bekannt, in Staubsauger oder ähnliche Geräte mit hoher Gebläsedrehzahl derartige Lüfterräder aus Kunststoff einzusetzen. In der DE-PS 9 17 808 ist ein Lüfterrad aus elastischem Werkstoff, vornehmlich aus Gummi, beschrieben, dessen Kunststoffaufbauten sich auf eir.-er Metallplatte abstützen, damit sie die für die auftretenden Fliehkräfte bei hohen Drehzahlen notwendige Festigkeit erreichen. Die metallische Aussteifungsplatte ist nun dergestalt, daß sie mittels einer abgeflachten Nabe auf einer Welle gehalten und topfartig in WeI-lenrichtung gezogen ist. Von einem bestimmten Punkt an steigt die Aussteifungsplatte wieder an, so daß die Lüfterhöhe b 1 größer ist als die Lüfterhöhe b 2. Hierbei ist es nachteilig, daß die Nabe in ihrer speziellen Ausgestaltung sich ungünstig auf die Luftführung auswirkt, indem sie einmal im Bereich der Welle eine Prallfläche und zum andern durch den Knick in der Aussteifungsplatte einen Staubablagerungsraum bildet. Ein weiterer Nachteil zeigt sich in der Gestaltung der Schaufeln, da je nach der Einstellung der Gummihärte entweder ein zu großer Abrieb oder aber ein »Flattern« der Schaufel eintritt

Desweiteren ist aus DE-PS 7 62 393 ein Laufrad aus Kunststoff bekannt, dessen Deckscheiben aus einem Kunststoff und die Schaufeln aus einem durch erwärmen plastisch werdenden Kunststoff bestehen.

Von Nachteil hierbei ist es, daß es sich um ein U ufrad der geschlossenen Bauart, wie sie in Staubsaugern mit vorgeschalteten Filtern zum Einsatz kommen. Es können also keine größeren Teile wie z. B. Glasscherbenreste o. ä. durch das Laufrad befördert werden, sondern wurden es zum Stillstand bringen und den gekoppelten Antriebsmotor zerstören.

Die Erfindung hat nun, unter Vermeidung der vorgenannten Mängel, zur Aufgabe, ein Kunststofflüfterrad der eingangs genannten Art zu schaffen, das die gleichen Vorzüge bietet wie ein herkömmliches metallisches Lüfterrad, wobei die gleichen Umlaufgeschwindigkeiten erzielt das gleiche Medium in Zusammenhang und Menge gefördert und der Verschleiß verringert werden soll.

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß die Schaufeln in ihrer Schaufelbreite konstant der Nabenkontur bis zum Eintrittsdurchmesser verlaufend gestaltet sk:d und zum Austrittsdurchmesser in ihrer Schaufelstärke konisch im Verhältnis Schaufelstärke beim Alistrittsdurchmesser =1,7 χ Schaufelstärke beim Nabendurchmesser ausgeführt sind, sowie daß die Schaufelkrümmung am Eintrittsdurchmesser einsetzt und daß die Schaufelbreite zum Eintriitsdurchmesser im Bereich des Verhältnisses.