DE2556824A1 - Geblaeserad, insbesondere heizluftgeblaeserad fuer ein fahrzeugheizgeraet - Google Patents

Description

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WEBASTO-WERK W. BAIER KG Stockdarf, den 15.12,1975

Z B 89 PA-Sp/wb

Gebläserad, insbesondere He iziuf t-Gebläserad für ein

Fahr_zeug_ - Heizgerät

Die Erfindung betrifft ein Gebläserad, insbesondere ein Heizluft-Gebläserad für ein-Fahr zeug-Heizgerät, welches in einem zylindrischen Gehäuse einen Elektromotor mit koaxialer Welle aufweist, der einerseits das Heizluft-Gebläserad und andererseits ein Brennluftgebläse sowie eine Brennstoffpumpe und gegebenenfalls einen Rotationszerstäuber antreibt, wobei in dem Gehäuse eine Brennkammer vorgesehen ist, die von einem die heulen Verbrennungsgase führenden Mantel umgeben ist, der mit dem Gehäuse einen von der Heizluft durchströmten Ringraum begrenzt.

An das Heizluftgebläse eines Fahrzeug-Heizgerätes wird eine Reihe von Forderungen gestellt, die mit den bekannten Gebläserädern nicht immer zufriedenstellend erfüllt werden. Da sich der statische Überdruck im Fahrgastraum in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit und der Öffnung von Frischluftklappen erheblich ändern kann, wirkt auf den Heizluftaustritt des Gerätes ein entsprechend veränderlicher Gegendruck. Da eine gleichbleibende Temperatur der Heizluft bei solchen seihst Wärme erzeugenden Heizgeräten nur erreich .bar ist, wenn die Heizluftmenge konstant bleibt, soll das Heizluftgebläserad eine steife Kennlinie haben, also seine Fördermenge bei Druckänderungen nur geringfügig verändern. Weitere wichtige Forderungen, die an ein Heizluft-Gebläserad gestellt werden, sind eine geringe Geräuschentwicklung auch bei hohen Drehzahlen und eine geringe Baugröüe. Schließlich soll das Gebläserad einen mögliehst guten Wirkungsgrad haben, damit die elektrische Leistungsaufnahme gering gehalten werden kann, was deshalb erwünscht ist, weil derartige Heizgeräte von der Fahrzeugbatterie betrieben werden.

Axial-GebläSö räder sind dann sehr ungünstig, wenn der Durchmesser des Ansaugstutzens kleiner ist als der Au£endurchmesser des Gebläserades. Außerdem ist ihre Umfangsgeschwindigkeit an den Flügeispitzen verhältnismäßig hoch. Dies führt zu einer tibermässigen Geräuschentwicklung. Man verwendet daher im allgemeinen Radialräder in Form der sogenannten Trommelläufer, die aus einer Grundplatte, darauf angeordneten im wesentlichen radial sowie nach vorwärts oder rückwärts gekrümmten Schaufeln und einem Deckring bestehen, der die zwischen den Schaufeln gebildeten Kanäle abdeckt. 7 098?. ß/OA/P

Solche Räder haben den Vorteil, daf sie auch bei niedrigen Umfangsgeschwindigkeiten schon verhältnismäßig hohe Drücke liefern, also mit relativ kleinem Außendurchmecser ausgeführt werden können. Allerdings ist der Wirkungsgrad derartiger Radialräder verhältnismäßig gering und ihr Druck hat einen hohen dynamischen Anteil, der erst in statischen Druck umgewandelt werden muß.

Ein weiterer Nachteil dieser Radialräder besteht, darin, da£ ihre Herstellung verhältnismäßig aufwendig ist, da es nicht möglich ist, sie als einteiliges Spritzgußformstüek zu gestalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gebläserad zu schaffen, das alle eingangs aufgestellten Anforderungen erfüllt und sich darüber hinaus durch einen auf. er ordentlich einfachen Aufbau auszeichnet, so daf. es als Metall-oder Kunststoff-ßpritzgußteil se genau hergestellt werden kann, daf. auf eine Nachbearbeitung weitgehend verzichtet werden kann.

Das erfindungsgemäßc Gebläserad ist gekennzeichnet durch eine scheibenförmige Nabe, auf der mindestens zwei parallel zur Drehachse stehende, gleichmäßig über den Umfang der N ibe verteilte, im wesentlichen in Umfausrichtung der Nabe verlaufende und sich vorzugsweise nicht überdeckende Schaufeln angeordnet sind. Das erfindungsgemäße Gebläserad kann sehr billig hergestellt werden. Dadurch, daß die Schaufeln axial gestellt sind und im wesentlichen in Umfangerichtung der Nabe verlaufen, kann die Geräuschentwicklung sehr niedrig und di-r Außendurchmesser des Gebläserades klein gehalten werden. Trotzdem bleibt ein großer Einströmquerschnitt im Zentrum der Nabe frei. Die Gehaufein wirken als Tragflügel, so daß die hierfür sehr genau bekannten Auftriebs-und Gloitzahlen der Berechnung zugrunde gelegt werden können. Vorzugsweise haben die Schaufeln ein mehr oder weniger gekrümmtes Tr agflügelprofil, jedoch werden gute Ergebnisse auch mit geraden Schaufeln erzielt, da diese sich bei der Drehung des Rades hydraulisch wie gekrümmte Schaufeln bzw. wie Kreisbogen-Schaufeln verhalten. Die Schaufeln können positive oder negative Anstellwinkel haben, wobei es bei geeigneten Auftriebsbeiwerten möglich ist, auch radial nach innen zu fördern. Alternativ kann die Skelettlinie des Schaufelprofils auf einem Kreisbogen liegen, dessen Mittelpunkt mit der Drehachse zusammenfällt.

Die Schaufeln sind vorzugsweise freistehend ausgebildet, so daß das Gebläserad, wenn es im Druck-oder Spritzguß hergestellt wird, ohne Schwierigkeiten · axial entformt werden kann. Um die Spaltverluste möglichst klein zu halten, ist es jedoch wünschenswert,

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daß in diesem Fall eine am Gebläsegehäuse befestigte Abdeckhaube möglichst nahe an das freie Ende der Schaufeln heranrGicht. Alternativ kann eine die freien Enden der Schaufeln abdeckende ringförmige Deckscheibe vorgesehen werden. Wir der Innendurchmesser CUiS¹HT Geheibe gleich oder größer gewählt als der Außendurchmesser der Nabe, so läßt sich ein derartiges Gebläserad ebenfalls als Druck-oder SpritzguCteil herstellen, das aus der Gußform axial entformt werden kann. Da die von dem Gebläserad radial geförderte Luft normalerweise axial umgelenkt werden muß, ist es zur Verringerung der Strömungsverluste zweckmäßig, daß die Enden der Schaufeln über den Rand der Nabe hinausstehen. Dadurch wird vermieden» daß die an der radialen Innenfläche der Schaufeln entlangströmende Luft am Ende der Schaufeln erst radial nach außen bewegt werden muß, bevor sie axial umgelenkt werden kann. Aus Festigkeitsgründen kann es zweckmäßig sein, daß diese vorstehenden Enden der Schaufeln mit dem Umfang der Nabe verbunden werden. Der Umfang des Gebläserades enthält dann eine gezackte Form, wobei die Zacken von den vorstehenr den Enden der Schaufeln gebildet sind.

Die Schaufeln können aus Fertigungsgründen sowie zur Verringerung des Gewichtes hohl ausgeführt sein.

Die Nabe kann im Zentrum kegelförmig ausgebildet sein, um das Einströmen der Luft zu verbessern.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Fahrzeug-Heizgerät in schematischer Darstellung mit einem erfindungsgemäßen Heizluft-Gebläserad,

Fig. 2 eine Draufsicht auf das in dem Gerät gemäß Fig. 1 angeordnete Heizluft-Gebläserad in größerem Maßstab,

Fig. 3 einen Schnitt entlang Linie ΙΗ-ΠΙ in Fig. 2,

Fig.4 einen Schnitt entlang Linie IV-IV in Fig. 5 durch ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 5 eine Draufsicht des Gebläserades von Fig. 4, Fig. 6 eine Draufsicht ähnlich Fig. 2 eines dritten Ausführungsbeispiels eines

erfindungsgemäßen Gebläserades, und
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht des Gebläserades von Fig. 4.

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In Fig.l ist im Längsschnitt ein Fahrzeugheizgerät dargestellt, das in einem zylindrischen Gehäuse 1 einen Elektromotor 2 mit zum Gehäuse 1 koaxialer Welle 3 aufweist, der einerseits ein Heizluft-Gebläserad 4 und andererseits ein Brennluftgebläse 5 sowie eine Brennstoffpumpe 6 und einen Eotaticnszerstäuber 7 antreibt. In dem Gehäuse 1 ist eine Brennkammer 8 vorgesehen, die von einem die heißen Verbrenmmgsgase führenden Mantel 9 umgeben ist, der mit dem Gehäuse 1 einen von der Heizluft durchströmten Ringraum 10 begrenzt.

Das Heizluft-Gebläserad 4 aus Figl ist in größerem Maßstab in Fig.2 in Draufsicht und in Fig. 3 im Schnitt entlang Linie ΠΙ-ΙΠ In Fig. 2 dargestellt. Es weist eine scheibenförmige Nabe 11 auf, auf der diametral gegenüberliegend zwei Schaufeln 12 angeordnet sind, deren Seitenflächen 13, 14 parallel zur Drehachse 15 des Gebläserades 4 stehen. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, verlaufen die Schaufeln 12 im wesentlichen in UmfangsrichtuBg und sie haben bei diesem Ausführungsbeispiel ein Tragflügelprofil. Die Enden 16 der Schaufeln 12 ragen, wie ebenfalls aus Fig. 2 ersichtlich, Über den Rand 17 der Nabe 11 hinaus, um das Abströmen der an der Innenfläche 14 der Schaufehl 12 entlangstreichenden Luft am Ende 16 der Schaufeln in axialer Richtung ohne WirkungsgradeinbuEe zu ermöglichen. Aus Festigkeitsgründen ist es jedoch zweckmäßig, die Enden 16 mit dem Rand 17 der Nabe 11 zu verbinden, wie dies in Fig. 2 bei 18 angedeutet ist. Zur Verbesserung der Einströmung ist es zweckmäßig, daß die ifebe 11 fan Längsschnitt kegelförmig ist, wie dies aus Fig. 3 ersichtlich ist. Das Gebläserad ist vorzugsweise aus Kunststoff und wird in einem üblichen Spritzgußverfahren hergestellt. Wie ersichtlich, ist das Gebläserad so beschaffen, da£ es ohne weiteres aus einer Spritzgußform axial ausgeformt werden kann, da es keinerlei Hinterschneidungen besitzt. Aus gießtechnischen Gründen ist es zweckmäEig» die Gebläseschaufeln 12 hohl auszuführen.

Um bei diesem Gebläserad die Spaltverluste möglichst klein zu halten, ist es erforderlich, daß die Abdeckhaube 20 (Fig. 1) möglichst nahe an die freien Endflächen 19 der Schaufeln 12 heranreicht.

Um die erwähnten Spaltverluste ganz zu vermeiden, ist bei dem Gebläserad 4a gemäß Fig. 4 und 5 eine ringförmige Deckscheihe 22 an den axialen Endflächen 19a der Schaufehl 12a angeformt. Die Deckscheibe 22 weist einen zylindrischen Fortsatz 23 auf, der iu dtstt Ansaugstutzen 24 (Fig. 1) mit radialem Spiel hineinragt. Die GröEe dieses Spiels ist unkritisch und kann überdies ohne Schwierigkeit verhältnismäßig klein gehalten werden. Um auch dieses Gebläserad 4a in einer Spritzgußform axial ausformbar herstellen

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zu können, ist der Innendurchmesser der Deckscheibe 22 gleich oder größer als der Außendurchmesssr der Nabe Ha,

Wie Fig. 5 zeigt, weißt das Gebläserad 4a im Gegensatz zum Gebläserad 4 gemäß Fig. 1 bis 3 drei Schaufeln 12a auf. V/esentlich ist dabei, da£ sich die Schaufeln nicht überdecken, also keine von Schaufeln begrenzten Kanäle wie bei den üblichen Radialgebläserädern entstehen.

Bei dem Gebläserad 4b gemäß Fig. 6 und 7 sind die Schaufeln 12b gerade und in Drehrichtung etwas ausgestellt. Diese geraden Schaufeln verhalten sich bei Drehung des Gebläserades hydraulisch wie gekrümmte Schaufeln bzw. wie Kreisbogenschaufeln. Selbstverständl Ich mu£ bei Verwendung dieses Gebläserades eine Abdeckung wie bei dem Gebläserad gemäß Fig. 1 bis 3 vorgesehen werden.

Die erfindungsgernäßen Gebläseräder haben einen sehr guten'Wirkungsgrad, erlauben '. eine rationelle Fertigung, haben ein geringes Gewicht und können aufgrund der axialen Entformbarke it, welche die Verwendung von kernlosen Formen ermöglicht, so präzise hergestellt werden, da£ jede Nachbearbeitung und insbesondere jedes nachträgliche Auswuchten entfallen kann« Dies ist von besonderer Bedeutung bei Gebläserädern, die mit sehr hohen Drehzahlen laufen sollen, beispielsweise Heizluft-Gebläserädern, bei denen Drehzahlen von 10 000 U/rnin. nicht ungewöhnlich sind.

-Ansprüche -

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Leerseite

Claims (8)

1. _A N _S_ P E U C H E.

   f IJGebläserad, insbesondere Heizluft-Gebläserad für ein Fahrzeugh'eizgerät, gekennzeichnet durch eine scheibenförmige Nabe (11, Ha), an der mindestens zwei parallel zur Drehachse stehende, gleichmäßig über den Umfang der Nabe (11, Ha) verteilte, im wesentlichen in Ümfangsrichtung der Nabe verlaufende und sich nicht überdeckende Schaufehl (12, 12a) angeordnet sind.
2. 2. Gebläserad nach Anspruch 1, dadüroh -gekennze ichnet, daß die Schaufeln (12, 12a) ein Tragflügelprofil aufweisen.
3. 3. Gebläserad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, da£ die Enden

   (16) der Schaufeln (12) über den Rand (17) der Nabe (11) hinausstehen.
4. 4. Gebläserad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, da£ die Enden (16) der Schaufeln (12) mit dam Rand (17) der Nabe f.1) verbunden sind.
5. 5. Gebläserad nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, da£ die Schaufehl (11) freistehend aucgeführt sind.
6. 6. Gcbiäserad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß f*to Schaufeln (12a) an ihren von der Nabe (Ha) abgewandten axialen Endflächen (ISa) mit einer ringförmigen Deckscheibe (22) mit einora zylindrischen Fortsatz (33) verbunden sind.
7. 7. Gebläserad nach Anspruch δ, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser der Deckscheibe (22) gleich oder größer ist als der AuEendurehmesser der Nabe (Ha)
8. 8. Gebläserad nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (12) hohl sind.

   8. Gebläserad nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, :la£ He Nabe (11) im Längsschnitt kegelförmig ist.

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