DE2602468A1

DE2602468A1 - Laufrad fuer zentrifugalgeblaese

Info

Publication number: DE2602468A1
Application number: DE19762602468
Authority: DE
Inventors: Franz Goellner
Original assignee: Punker GmbH
Current assignee: Punker GmbH
Priority date: 1976-01-23
Filing date: 1976-01-23
Publication date: 1977-07-28
Also published as: GB1563525A; SE7700636L; BE850670A; IT1077575B; FR2339077A1

Description

2o.Dezember 1975 D 5215 - real

Punker GmbH., Eckernförde

Laufrad für Zentrifugalgebläse

Die Erfindung betrifft ein Laufrad für Zentrifugalgebläse mit Lüfterschaufeln, die im Bereiche ihrer Enden an Außenronden angebracht sind und sich evtl. zwischen ihren Enden an ring- oder scheibenförmigen Zwischenronden abstützen, indem sie in nach außen geschlossene Durchbrechungen an den Sonden eingeschoben sind.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Laufrad für Zentrifugalgebläse der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Lüfterschäufein mit den Äonden bei möglichst einfacher und wenig kostspieliger Herstellung

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so starr verbunden sind, daß sich eine große Festigkeit auch bei großer Läuferlänge und eine Ronden-Schaufel-Verbindung mit besonders gutem Kraftschluß ergibt und daß evtl. lOrmveränderungen des Laufrades bei hoher Umfangsgeschwindigkeit verhindert werden.

Zu dem oben genannten Zweck ist gemäß der Erfindung bei der neuen Anordnung vorgesehen, daß mindestens im Bereich einer der Bonden jeweils mindestens ein Abschnitt der in axialer Sichtung jenseits der zugehörigen Rondenwand vorstehenden Endpartien der Schaufeln umgebogen und an die Rondenwand flach angelegt ist. Die Anordnung kann z.B. so getroffen sein, daß die die Durchbrechungen bildenden Schlitze im Bereich ihrer beiden in radialer Richtung des Laufrades liegenden Enden mit einem dem Querschnitt der Schaufeln genau entsprechenden Umriß ausgebildet sind und die Schaufeln in diesen Bereichen formschlüssig halten. Zweckmäßigerweise kann vorgesehen sein, daß die Schaufel im Bereich des einen radialen Schaufelendes umgelappt und im Bereich des anderen radialen Schaufelendes nicht umgelappt ist, derart, daß der umgelappte Teil der axial vorspringenden Endpartie der Schaufel einem radialen Schaufelende und dem mittleren Schaufelabschnitt entspricht. Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn zusätzlich noch die jenseits der Lüfterschaufeln radial nach außen vorstehende Randpartie der Ronden gegen die zugewandten Flächen und

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Kanten der Schaufeln angewalzt und hierbei zu einem die Schaufeln kraftschlüssig und nietkopfartig haltenden Rand umgeformt ist, der im Querschnitt die Gestalt eines Nietkopfes mit an beiden Seiten gegenüber der Ronde in axialer Richtung vorstehenden und von außen an den Schaufeln anliegenden Bereichen hat und dessen äußerste Umfangsflache in einem um die Längsmittelachse der Walze herum beschriebenen Kreis enthalten ist.

Das Hauptziel der Erfindung besteht also darin, eine Ronden-Schaufel-Verbindung mit besonders gutem Kraftschluß zu schaffen, so daß IFormveränderungen des Laufrades - also Versetzungen im Schaufel-Ronden-Yerband - verhindert werden. Andererseits wird der Einspannzustand der Schaufel an der Verbindungsstelle besonders intensiv gestaltet, wodurch die Schaufel selbst höheren Fliehkraftbelastungen standhält gegenüber bekannten Verbindungen mit genieteten Zapfen oder mit umgeklappten Zungen und sonst gleicher Schaufelprofilform.

Der vorbeschriebene, sehr intensive Kraftschluß wird durch das Umlegen des Schaufelendes erzeugt. Wichtig ist dabei, daß sich das Kreisbogenprofil der Schaufel strecken will, was aber die ziemlich engpassende Schlitzform verhindert, weswegen sich also das Material an den Enden und auch entlang der äußeren Schlitzwand richtig festkeilt. Zweckmäßiger-

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weise sind die axial vorstehenden Endpartien der Schaufeln naeh der der Höhlung der Schaufel abgewandten Seite bzw. nach der der Drehrichtung des Bades entgegengesetzten Seite umgebogen bzw. umgelappt, wodurch ein besonders guter Effekt erzielt wird. Das Umbiegen oder Umlappen der Schaufelenden kann über die ganze Schaufelbreite oder nur über einen Teil dieser Schaufelbreite erfolgen, je nach der gewünschten Kraftwirkung.

Die erfindungsgemäße Verbindungsart hat noch einen weiteren Vorteil fertigungstechnischer Art. Wenn in einer entsprechenden "Vorrichtung die Endronden genau zur Drehachse des Laufrades gehalten und in diesem Zustand die Schaufeln bestückt d.h. durch die Schlitze geschoben und erfindungsgemäß befestigt werden, dann wird dabei die Lage der Bonden nicht verändert, da sich die nie vermeidbaren Längentoleranzen der Schaufeln untereinander nicht auswirken, wie dies z.B. sonst bei eingenieteten oder umgelappten Schaufelverbindungen der Fall ist, weil dort der Abstand der Bonden durch die Länge von Schaufelschulter bis Schaufelschulter bestimmt wird; solche Bäder müssen zur Erzielung der notwendigen Laufgenauigkeit noch gerichtet werden. Bei erfindungsgemäß hergestellten Bädern ist dies nicht mehr nötig»

Die erf indungs gemäße Anordnung ergibt also eim Laufrad mit großer Stabilität, das auch Torsions- und Vechselbiege-

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beanspruchungen aufnehmen kann, ohne daß sich, die Befestigung der Schaufeln lockern könnte, die Herstellung und Montage ist einfach, wenig zeitraubend und wenig aufwendig. Eine Verformung der Schaufeln beim Zusammenbau des Lüfterrades ist nicht möglich, es können hier keine Unregelmäßigkeiten in der endgültigen Form der Ronden und der Schaufeln entstehen. Dadurch, daß die Schaufeln an beiden Enden gut gehalten sind und sich an beiden Seiten an Flächen oder Kanten der Sonden abstützen können, ergibt sich der Torteil einer besonders guten Stabilität und Festigkeit.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ronde eines Laufrades gemäß der Erfindung in einer Seitenansicht in Teildarstellung,

Fig. 2 die Ronde nach Fig. Λ teilweise mit eingesetzten Schaufeln ebenfalls in einer Seitenansicht in fTeildarstellung und teilweise geschnitten,

Fig. 3 eine Einzelheit der Anordnung nach Fig. 1 in einem Schnitt entlang der Linie IH-III der Fig. 1 in größerem Maßstab,

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Fig. 4- ein als Radialgebläserad ausgebildetes Laufrad gemäß der Erfindung in einer Vorderansicht in einem axialen Schnitt und in Teildarstellung,

Fig. 5 eine Einzelheit einer Variante zum Erfindungsgegenstand in einer Vorderansicht,

Fig. 6 eine Einzelheit einer anderen abgewandelten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung in einer Seitenansicht und

Fig. 7

und 8 Einzelheiten von weiteren Varianten des Gegenstandes der Erfindung in einer Vorderansicht in schematischer Teildarstellung.

Das in der Zeichnung gezeigte Laufrad ist für Zentrifugalgebläse bestimmt, die als Radialgebläse oder als Querstromgebläse ausgebildet sein können. In Fig. 4 ist eine Ausführungsform als Radialgebläse dargestellt, dem Radialgebläserad 1 ist eine Einlaufdüse 2 zugeordnet. 2O¹ ist die eine Endronde, 2O¹ a die düsenseitige Endronde, die wegen der Ansaugströmung offen ist. Die Ausbildung als Querstromgebläserad ist in der Zeichnung nicht weiter dargestellt, sie ergibt sich jedoch aus den unten folgenden Ausführungen. Bei der Ausbildung als Querstromgebläserad ist auch die Endronde

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20¹A geschlossen, da keine Düse notwendig ist. Je nach. Walzenlänge können dann noch eine oder auch mehrere Zwischenronden vorgesehen sein. Die Anordnung kann schließlich auch so getroffen sein, daß zwischen den beiden Aussenronden zwei benachbarte scheibenförmige Zwischenronden vorgesehen sind, die zwischen sich einen nach Querstromgebläse-Art arbeitenden Laufradteil enthalten, während die äußeren Laufradteile nach Radialgebläseart wirken. In den letzteren Fällen sind die Lüfterschaufein 3 durch Zwischenronden hindurchgesteckt, an denen sie sich abstützen, indem sie durch nach außen geschlossene Durchbrechungen an den Zwischenronden hindurchgeschoben sind, die zweckmäßigerweise so ausgebildet sind, daß sie die Lüfterschaufein formschlüssig halten. Auch die Außenronden besitzen Durchbrechungen, die durch Schlitze gebildet werden und in die die Endpartien der Schaufeln eingesteckt sind. Es sind also bei allen oben angedeuteten Varianten Lüfterschaufeln 4 vorgesehen, die sich an Außen- und/oder Zwischenronden abstützen, indem sie in nach außen geschlossene Durchbrechungen, die als Schlitze ausgebildet sind, an den Bonden eingeschoben sind, in denen sie gehalten sind, wobei hierbei die über die Schaufeln nach außen vorstehenden Rondenwandpartien verformt sind.

Die Durchbrechungen 5 sind als Schlitze ausgebildet, die allgemein gesehen etwa bogenförmig gewölbt sind, in Anpassung

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an die Form der Schaufeln. Diese Durchbrechungen sind im Bereich ihrer "beiden in radialer Bichtung des Laufrades (gem. Pfeil 9) gesehen hintereinander liegenden Enden 6,7 mit einem dem Querschnitt der Schaufeln genau entsprechenden Umriß ausgebildet und halten die Schaufeln in diesem Bereich formschlüssig, wie z.B. aus Fig. 2 hervorgeht. Diese Durchbrechungen oder Schlitze bestehen hierbei aus drei in Längsrichtung der Schlitze (oder in radialer Eichtung des Laufrades gem. Pfeil 9) aufeinanderfolgenden Abschnitten, nämlich aus den beiden den radialen Enden 6,7 entsprechenden Abschnitten, in denen die entsprechenden Abschnitte der Schaufeln formschlüssig gehalten sind und die zwischen zwei annähernd parallelen jeweils entlang einem Bogen verlaufenden Wandungsabschnitten 6a, 6b bzw. 7a» 7b enthalten sind, und aus einem mittleren Abschnitt 8, mit annähernd linsenförmiger Kontur, in den der entsprechende Schaufelabschnitt eingespannt ist und der zwischen einem bogenförmigen Wandungsabschnitt 8a und einem etwa der Sehne 8b des Bogens entsprechenden Vandungsabschnitt enthalten ist. Der mittlere Teil der Schlitze ist also an der der Schaufelinnenwand zugewandten Seite durch eine geradlinige Wandung 8b begrenzt, die entlang der Sehne verläuft, die sich zwischen den beiden radialen Schaufelenden erstreckt, oder parallel zu dieser Sehne verläuft. Diese geradlinig verlaufende Wandungspartie befindet sich hierbei an der der Höhlung 10 oder Konkavität der Schaufel zugewandten Seite.

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Diese Ausbildung der Durchbrechungen oder Schlitze bietet den Vorteil, daß die Montage einfacher ist und evtl. Uhgenauigkeiten in der Fertigung sich nicht auswirken. Die Schlitzerweiterung dient also der Montageerleichterung beim automatischen Schaufelbestücken. Man kann natürlich die Anordnung auch so treffen, daß die Durchbrechungen oder Schlitze über ihre ganze Länge oder radiale Erstreckung bogenförmig verlaufen und zwischen zwei parallelen oder annähernd parallelen Wandungsabschnitten enthalten sind, deren Verlauf zumindest annähernd demjenigen der Schaufelform entspricht. In diesem Falle sind die Lüfterschaufeln über ihre ganze radiale Erstreckung formschlüssig in den Durchbrechungen oder Schlitzen gehalten. Eine solche Ausbildung ergibt sich aus der Einzelheit gem. Fig. 6: hier verlaufen die Schlitzränder oder Wandungsabschnitte 8*a, 8'b der Schaufelform entsprechend. Wichtig ist in allen obigen Fällen, daß die Schlitzbereiche 6, 7 der Schaufelform möglichst eng angepaßt sind, so daß nur das für das Einschieben der Schaufeln unbedingt nötige Spiel vorhanden ist«

Die Schaufeln sind jedoch nicht nur formschlüssig oder zumindest zum Teil formschlüssig in den Durchbrechungen oder Schlitzen gehalten, damit sie festgespannt sind und auch unterstützt werden, darüber hinaus ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel zur Erhöhung der Festigkeit I und Stabilität auch noch vorgesehen, daß mindestens ein

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Teil oder Abschnitt der in axialer Richtung jenseits der zugehörigen Rondenwände der Außenronden 20 vorstehenden Endpartien der Schaufeln umgebogen und von außen her an die Rondenwand flach angelegt ist, indem die entsprechenden Endpartien umgelappt sind. Die umgelappten Partien sind in Fig. 3 der Zeichnung bei 11 und in Fig. 4 der Zeichnung gezeigt. Dadurch wird die Festigkeit noch wesentlich erhöht und verbessert, die Schaufeln sind noch besser an den Ronden gehalten. Durch den auf die obige Weise erzielten besonders guten Kraftschluß werden einerseits Formveränderungen des Laufrades verhindert, andererseits wird der Einspannzustand der Schaufel an der Verbindungsstelle besonders intensiv gestaltet, so daß die Schaufel höheren Fliehkraftbelastungen standhalten kann. Im übrigen könnte man den Zugewinn an Schaufelfestigkeit gegenüber den bekannten vergleichbaren Befestigungsverfahren auch so.sehen wie den Zugewinn an Steifigkeit bei einem beidseitig eingespannten Träger gegenüber einem auf zwei Stützen frei aufliegenden Träger. Zu einer weiteren Verbesserung der Festigkeit bei gleichzeitiger Vereinfachung der Herstellung führt auch noch die weitere erfindungsgemäße Maßnahme, daß-nicht jeweils die gesamte Schaufel umgelappt ist, sondern daß der Teil der axial vorspringenden Endpartie der Schaufel, der dem einen radialen Schaufelende entspricht, nicht umgelappt ist, wie bei 12 gezeigt ist, derart, daß der umgelappte Teil das eine radiale Schaufel-

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ende 6 und den mittleren Schaufelabschnitt enthält. Der nicht umgelappte Teil entspricht dem vom Zentrum aus gesehen äußeren radialen Schaufelende 7· Diese axial vorstehenden Endpartien der Schaufeln sind hierbei nach der der Höhlung der Schaufel angewandten Seite umgebogen bzw. umgelappt, so daß die axial vorstehenden Endpartien der Schaufeln nach der der Drehrichtung des Rades entgegengesetzten Seite umgebogen bzw. umgelappt sind und der umgebogenen bzw. umgelappte Schaufelteil und die Sehne sich an einander entgegengesetzten Seiten des Schlitzes befinden. In Fig. 5 ist noch eine weitere Variante gezeigt: Man kann bei dem erfindungsgemäßen Verkeilvorgang noch einen zusätzlichen Formschluß erzielen, wenn man im Lagebereich der Bonden die Schaufeln z.B. um 0,1 - 0,3 mm einklinkt, wie in Fig. 5 "bei 21 gezeigt ist, wobei das Einklinken vorzugsweise am inneren Schlitzbereich 6 zur Wirkung kommt. Diese kleine Stufe stört erfahrungsgemäß noch nicht beim ßchaufelbestücken.

Durch die oben beschriebenen Anordnungen wird auf alle Fälle erreicht, daß den in die Durchbrechungen oder Schlitze eingesteckten und zwischen den Bonden gehalterten Lüfterschaufeln eine zusätzliche Spannung erteilt wird, so daß sie auch in Längsrichtung fest eingespannt sind und die Stabilität erhöht wird.

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Zur weiteren Erhöhung der Festigkeit und Verbesserung der Laufeigenschaften des Rades dient auch noch die weitere Maßnahme, daß die jenseits der Lüfterschaufeln radial nach außen vorstehenden Eandpartien der ßonden 20 gegen die zugewandten Flächen und Kanten der Schaufeln angewalzt sind, wie bei 15 gezeigt ist und hierbei zu einem die Schaufeln kraftschlüssig und nietkopfartig haltenden Rand umgeformt ist, der im Querschnitt die Gestalt eines Metkopfes mit an beiden Seiten gegenüber der Ronde bei 15a» 15b in axialer Richtung vorstehenden und von außen an den Schaufeln anliegenden Bereichen hat und dessen äußerste Umfangsflache in einem um die Längsmittelachse der Walze herumbeschriebenen Kreis 16 enthalten ist;.

Bei Radialventilatoren können im übrigen an der Ringseite (vgl. 2O¹a in Fig. 4) die Schaufeln auch mittels schon bekannter Lappenverbindungen befestigt werden.

Fig. 7 zeigt, wie man eine besonders materialsparende und damit billige Naben-Ronden-Kombination bei großen Rädern herstellen kann: Die Schaufeln sind bei 30, die Nabe bei dargestellt, 32 ist die ringseitige Einspannung, 33 das Gehäuse, 3^- eine zusätzliche Haiterungsscheibe. Gem. Fig. 8 kann man die erfindungsgemäße Schaufel-Ronden-Verbindung auch zur Herstellung eines billigen Rades mit freistehenden Schaufeln verwenden: 35 ist die Schaufel, 36 die Nabe, 37 eine zusätzliche Halterungsscheibe.

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Claims

Ansprüche

1J Laufrad für Zentrifugalgebläse mit Lüfterschaufein, die im Bereiche ihrer Enden an Außenronden angebracht sind und sich evtl. zwischen ihren Enden an ring- oder scheibenförmigen Zwischenronden abstützen, indem sie in nach außen geschlossenen Durchbrechungen an den Ronden eingeschoben sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens im Bereich einer der Eonden jeweils mindestens ein Abschnitt der in axialer Richtung jenseits der zugehörigen Rondenwand vorstehenden Endpartien der Schaufeln umgebogen und an die Rondenwand flach angelegt ist.
2. Laufrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axial vorstehenden Endpartien der Schaufeln ganz oder teilweise umgelappt sind.
3· Laufrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die umgelappten Abschnitte der jenseits der Außenronden

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axial vorstehenden Endpartien der Schaufeln von aussen her an die Ronden-Aussenwand flach angelegt sind.
4. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis j_? dadurch gekennzeichnet, daß die die Durchbrechungen bildenden Schlitze im Bereich ihrer beiden in radialer -Richtung des Laufrades liegenden -^nden mit einem dem Querschnitt der Schaufeln genau entsprechenden Umriß ausgebildet sind und die Schaufeln in diesen Bereichen formschlüssig halten.
5. Laufrad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden radialen -Enden jedes Schlitzes durch zwei parallele Wandungen begrenzt sind, die jeweils entlang einem der ϊ/'ölbung der Schaufeln entsprechenden Bogen verlaufen.
6. Laufrad nach Anspruch 4 oder 5> dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufel im Bereich des einen radialen Schaufelendes umgelappt und im Bereich des anderen Schaufelendes nicht umgelappt ist, derart, daß der umgelappte Teil der axial vorspringenden Endpartie der Schaufel dem einen radialen Schaufelende und dem mittleren Schaufelabschnitt entspricht.
7· Laufrad nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht umgelappte Teil der axial vorspringenden

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Endpartie der Schaufel dem äußeren radialen Schaufelende entspricht.
8. Laufrad nach einem der Ansprüche 4 "bis 7> dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Teil der Schlitze an der der Schaufelinnenwand zugewandten Seite durch eine geradlinige Wandung begrenzt ist, die entlang der sich zwischen den beiden radialen Schaufelenden erstreckenden oehne oder parallel hierzu verläuft.
9. Laufrad nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die geradlinig verlaufende Wandung sich an der der Höhlung oder Konkavität der Schaufel zugewandten Seite befindet.
10. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß die axial vorstehenden Endpartien der Schaufeln nach der der Höhlung der Schaufel abgewandten Seite umgebogen bzw. umgelappt sind.
11. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß die axial vorstehenden Endpartien der Schaufeln nach der der Drehrichtung des Rades entgegengesetzten Seite umgebogen bzw. umgelappt sind.
12. Laufrad nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der umgebogene bzw. umgelappte

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Schaufelteil und die Sehne sich an einander entgegengesetzten Seiten des Schlitzes befinden.
13· Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die die Durchbrechungen bildenden Schlitze aus drei in Längsrichtung aufeinanderfolgenden Abschnitten bestehen, nämlich aus den beiden radialen Enden, in denen die entsprechenden Abschnitte der Schaufeln formschlüssig gehalten sind und die zwischen zwei annähernd parallelen, jeweils entlang einem Bogen verlaufenden 'tfandungsabschnitten enthalten sind, und aus einem mittleren Abschnitt mit annähernd linsenförmiger Kontur, in den der entsprechende Schaufelabschnitt eingespannt ist und der zwischen einem bogenförmigen wandungsabschnitt und einem etwa der Sehne dieses Bogens entsprechenden «/andungs ab schnitt enthalten ist.
14. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 1J, dadurch gekennzeichnet, daß die jenseits der Lüfterschaufeln radial nach außen vorstehende Eandpartie der Ronden gegen die zugewandten Flächen und ^anten der Schaufeln angewalzt und hierbei zu einem die Schaufeln kraftschlüssig und nietkopfartig haltenden Rand umgeformt ist, der im Querschnitt die Gestalt eines Nietkopfes mit an beiden Seiten gegenüber der Ronde in axialer Richtung vorstehenden und von außen an den Schaufeln anliegenden Bereichen hat und dessen

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äußerste Umfangsflache in einem um die Längsmittelachse der Walze herum beschriebenen Kreis enthalten ist.
15» Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln im Lagebereich der Bonden, zweckmäßig an der der Radachse zugewandten Seite ausgeklinkt sind (bei 21 in Pig. 5).
16. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die die Durchbrechungen bildenden Schlitze über ihre ganze Länge mit einem dem Querschnitt der Schaufeln genau entsprechenden Umriß ausgebildet sind und die Schaufeln in diesen Bereichen formschlüssig halten.
17. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß es als Radialgebläserad ausgebildet ist.
18. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß es als Querstromgebläserad ausgebildet ist.
19. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß es zwischen den Außenronden zwei benachbarte scheibenförmige Zwischenronden enthält, die zwischen sich einen nach Querstromgebläseart wirkenden Laufradteil enthalten, während die äußeren Laufradteile nach Radialgebläseart wirken.

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