DE29614608U1 - Laufrad - Google Patents
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Description
Laufrad
Die Erfindung betrifft ein Laufrad für eine Gebläseeinrichtung, mit einem Drehzentrum und einer Anzahl von um das Drehzentrum
herum abfolgend angeordneten Schaufelelementen zur Förderung eines Mediums durch einen zwischen einer saugseitig
liegenden Schaufelrückseite und einer druckseitig liegenden Schaufelvorderseite gebildeten Durchgangsbereich, wobei jedes
Schaufelelement einen Kopfbereich und einen stromabwärts liegenden Fußbereich aufweist.
Laufräder in Radial-Bauform (Radial-Räder) oder in Axial-Bauform
(Axial-Räder) sowie Laufräder in Halb-Axial-Bauform
werden allgemein zur Förderung gasförmiger Medien, insbesondere von Luft, verwendet. Die durch ein derartiges Laufrad
erzeugte Druckdifferenz zwischen Ansaugseite und Abströmseite ist vergleichsweise gering. Ein durch diese Laufräder geförderter
Gasstrom kann beispielsweise zu Wärmetauschzwecken einem wärmeabgebenden Teil (Elektromotor, elektrischen Schaltungen
und Schaltkreisen, Kühleinrichtungen etc.) zugeführt werden oder auch beispielsweise Förder-, Belüftungs- oder
Trocknungszwecken dienen.
Der Betrieb entsprechender Gebläseeinrichtungen ist allgemein mit Geräuschemissionen verbunden, die insbesondere bei längerem
Aufenthalt im unmittelbaren Umgebungsbereich diese Vorrichtungen als unangenehm empfunden werden. Soweit möglich,
wird daher versucht, durch entsprechende Gehäuse und Abdekkungen die Geräuschausbreitung zu verhindern. Alternativ zu
derartigen Maßnahmen wird gemäß DE-OS 25 46 280 vorgeschlagen, ein Laufrad in Radialbauform zu verwenden und dessen
Schaufelelemente in ihrem stromabwärts liegenden Bereich mit zackenförmig ausgebildeten Aussparungen zu versehen. Diese
Aussparungen führen jedoch zu einer Verminderung der effektiven Schaufeltiefe und zu einer relativ starken Kennlinien-Änderung
des Lauf- bzw. Lüfterrades.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Laufrad der eingangs genannten Art zu schaffen, das bei Beterieb eine
vergleichsweise geringe Geräuschemission verursacht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Laufrad gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, die Geräuschemission
des Laufrades zu verringern, ohne dabei den Arbeitswirkungsgrad des Laufrades signifikant zu vermindern.
Neben einer Verminderung der Intensität der durch die Gasströmung im Bereich der Abrißkante erzeugten Schallereignisse
wird auch die Schwingungsfrequenz der Schaufelelemente
im Bereich der Abrißkante vermindert und durch die vergrößerte Oberfläche eine verbesserte Dämpfung der Schwingung des
Fußbereiches der Schaufelelemente erreicht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen
die Vorsprünge einen Kopfbereich und einen stromabwärts liegenden Fußbereich auf, wobei wenigstens der Kopfbereich verjüngt
ausgebildet ist. Dadurch ergibt sich eine besonders sanfte Aufteilung des die Vorsprünge umströmenden Gasstromes.
In vorteilhafter Weise ist dabei auch der Fußbereich verjüngt ausgebildet, so daß die Wirbelbildung im hinteren Bereich der
Vorsprünge vermieden ist. Diese Verjüngungen können durch Abrunden der Kanten der Vorsprünge oder auch durch Abflachen
der entsprechenden Bereiche der Vorsprünge gebildet werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen
die Vorsprünge in einer Schnittebene parallel zur Schaufelvorder- oder Schaufelrückseite einen im wesentlichen stromlinien-förmigen
Querschnitt auf. Dieser stromlinienförmige Querschnitt ist in vorteilhafter Weise ein NACA-Profil. Dieser
Profilquerschnitt ist insbesondere bei Anwendung an einem Laufrad in Radial-Bauform symmetrisch zu einer Verbindungslinie,
die sich von dem Kopfbereich des Vorsprungs zu dessen Fußbereich hin erstreckt. Insbesondere hinsichtlich der in
einem seitlichen Bereich des Schaufelelementes angeordneten Vorsprünge ist es in erfindungsgemäß besonders vorteilhafter
Weise auch möglich, den Profilquerschnitt in der Art eines Tragflachenprofils auszugestalten, so daß eine bestimmte Ablenkung
des den jeweiligen Vorsprung umströmenden Gasstromes erreicht wird. Eine unter fertigungstechnischen sowie strukturmechanischen
Gesichtspunkten besonders vorteilhafte Ausführungsform der Vorsprünge ist dadurch gegeben, daß sich
diese von ihrem schaufelseitigen Wurzelbereich zu einem von dem Schaufelelement abgehobenen Dachbereich hin verjüngen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind
die Vorsprünge unter Bildung von Zwischenräumen nebeneinanderliegend entlang des Fußbereiches des Schaufelelementes
aufgereiht. Insbesondere bei dieser Ausführungsform sind die
Vorsprünge in vorteilhafter Weise stiftartig ausgebildet. Durch eine derartige Ausgestaltung und Anordnung der Vorsprünge
ergibt sich eine besonders wirkungsvolle Reduzierung der bei herkömmlichen Laufrädern im Bereich der Abrißkante
auftretenden Strömungsgeräusche.
Die erfindunsgemäß vorgesehenen Vorsprünge sind in vorteilhafter
Weise derart dimensioniert, daß eine quer zur Anströmrichtung der Vorsprünge gemessene Breite im wesentlichen einer
in Anströmrichtung gemessenen Länge der Vorsprünge entspricht. Derartige Vorsprünge lassen sich unter fertigungstechnischen
Gesichtspunkten relativ günstig herstellen. Die Höhe der Vorsprünge entspricht dabei in vorteilhafter Weise
maximal der siebenfachen Breite.
Eine insbesondere zur Verwirklichung noch höherer Vorsprünge vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gegeben,
daß die Länge der Vorsprünge in Anströmrichtung größer ist als deren Breite quer zur Anströmrichtung. Dadurch wird
auf vorteilhafte Weise die Biegesteifigkeit der Vorsprünge in Anströmrichtung verbessert. Durch die hierbei vergrößerte
Kontaktfläche zwischen den Vorsprüngen und der das Schaufele-
lement umströmenden Strömung wird auf vorteilhafte Weise ein
Dämpfungseffekt erzeugt, durch welchen die Schwingung des Schaufelelementes verringert wird.
Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfinung sind die Vorsprünge im Bereich einer Abrißkante des jeweiligen
Schaufelelementes an diesem ausgebildet. Dadurch wird es auf
besonders vorteilhafte Weise möglich, ohne Verminderung der effektiven Schaufeltiefe ein im Hinblick auf eine verminderte
Geräuschemission vorteilhafte Zusammenführung der die Schaufeloberseite und die Schaufelrückseite umströmenden Strömungswege
zu ermöglichen. Zudem wird der im allgemeinen relativ dünnwandig ausgebildete Fußbereich des Schaufelelementes
durch die einzelnen Vorsprünge stabilisiert. Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die Vorsprünge
stift- bzw. säulenartig ausgebildet und ragen über die hintere Abrißkante des Schaufelelementes nach hinten vor.
Insbesondere bei einer derartigen Ausführungsform des Laufrades
sind die einzelnen Vorsprünge derart ausgebildet, daß ein Flächenschwerpunkt des jeweiligen Profilquerschnittes hinter
der Abrißkante des jeweiligen Schaufelelementes oder im wesentlichen auf dieser liegt. Durch eine derartige Ausführungsform
des Laufrades wird es möglich, ein sich im Fußbereich des Schaufelelementes bzw. dahinter ausbildendes Strömungsfeld
durch die Vorsprünge effektiv zu beeinflussen, und insbesondere zu verhindern, daß die im Bereich der Abrißkante
zusammentreffenden Fluidströme zueinander relativ große Richtungsabweichungen
aufweisen.
Alternativ zu oder in Kombination mit der vorangehend genannten Ausführungsform der Vorsprünge ist es gemäß einem weiteren
Aspekt der vorliegenden Erfindung auch möglich, die Vorsprünge auf dem Schaufelelement anzuordnen. Insbesondere bei
dieser Ausführungsform erweist es sich als besonders vorteilhaft,
die Vorsprünge als relativ flache langgezogene Lamellen auszubilden.
Eine weitere, im Hinblick auf eine Verminderung der Laufgeräusche des Laufrades vorteilhafte Ausfuhrungsform der Erfindung
ist dadurch gegeben, daß ein Dachabschnitt, d.h. das dem jeweiligen Schaufelelement abgewandte Ende des Vorsprunges
verjüngt ausgebildet ist. Eine derartige Verjüngung kann durch entsprechende Rundungen oder auch durch Abflachen der
oberen Kanten der Vorsprünge erzeugt werden. In vorteilhafter Weise verläuft dabei eine am oberen Ende des jeweiligen Vorsprunges
gebildete Dachkante im wesentlichen parallel zu einem auf gleichem Höhenniveau verlaufenden Stromlinienfaden.
Dadurch wird auf vorteilhafte Weise die Bildung lokaler Wirbel im Bereich des dachseitigen Endes (dem Wurzelbereich abgewandtes
Ende) des Vorsprunges vermieden. Alternativ zu einer derartigen Ausgestaltung der Dachkante ist es auch möglich,
den jeweiligen Vorsprung zu seinem oberen Ende hin spitzenartige zu verjüngen. Diese Ausfuhrungsform erweist sich insbesondere
bei verhältnismäßig dünnwandigen bzw. relativ kurzen Vorsprüngen als vorteilhaft und läßt sich unter fertigungstechnischen
Gesichtspunkten besonders günstig herstellen.
Insbesondere bei relativ langgezogenen und dickwandigen Ausführungsformen
der Vorsprünge erweist es sich als vorteilhaft, der Dachkante des jeweiligen Vorsprungs einen gekrümmten,
insbesondere zum Kopfbereich der Laufschaufel abfallenden Verlauf zu geben. Die Dachkante kann dabei im Kopfbereich
des jeweiligen Vorsprunges relativ scharfkantig ausgebildet sein und in ihrem Verlauf entgegen der Anströmrichtung kontinuierlich
an Schärfe verlieren und stufenlos in den vorzugsweise gerundeten Kopfbereich des Vorsprunges übergehen. Insbesondere
in Kombination mit einer derartigen Ausgestaltung des Kantenverlaufes an den jeweiligen Vorsprüngen erweist es
sich gemäß einem besonderen Aspekt der Erfindung im Hinblick auf eine günstige Umströmung der Vorsprünge als vorteilhaft,
die im oberen Bereich des jeweiligen Vorsprunges gebildete Dachkante kontinuierlich und vorzugsweise ohne Bildung von
Ecken in eine hintere Kante (Fußbereichskante der Vorsprünge) einlaufen zu lassen.
Die an dem jeweiligen Schaufelelement ausgebildeten Vorsprünge sind in vorteilhafter Weise entlang der Abrißkante unter
einem Abstand angeordnet, der größer oder gleich der Breite der Vorsprünge ist. Durch eine derartige Anordnung wird eine
effektive Geräuschreduzierung erreicht, ohne daß der Arbeitswirkungsgrad des Laufrades dadurch merklich beeinträchtigt
wird. Eine weitere Verminderung der Abstände zwischen den einzelnen Vorsprüngen ist unter fertigungstechnischen Gesichtspunkten
aufwendiger und resultiert zudem in einen relativ starken Anstieg des Strömungswiderstandes des durch die
Vorsprünge gebildeten Gatters.
Insbesondere bei einer Ausführungsform des Laufrades als Radial-Rad
hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Vorsprünge auf dem einzelnen Schaufelelement jeweils unter gleichen Abständen
zueinander anzuordnen. In vorteilhafter Weise ist es möglich, diese Abstände von Schaufelelement zu Schaufelelement
jeweils geringfügig unterschiedlich festzulegen, so daß sich für die jeweils gebildeten Strukturen unterschiedliche
Eigen- und Anregungsfrequenzen ergeben. Insbesondere bei größeren Schaufelelementen erweist es sich unter schwingungstechnischen
Gesichtspunkten auch als vorteilhaft, die Abstände zwischen den Vorsprüngen auf einem Schaufelelement zu variieren.
In vorteilhafter Weise sind dabei die Vorsprünge im Randbereich des jeweiligen Schaufelelementes dichter gedrängt
angeordnet, wogegen die Vorsprünge beispielsweise im Mittenbereich des Schaufelelementes relativ weit voneinander beabstandet
angeordnet sind.
In vorteilhafter Weise wird auch die Höhe der Schaufelelement derart festgelegt, daß die Vorsprünge bezüglich einer Richtung
senkrecht zur Schaufelfläche im wesentlichen die gleiche Höhe aufweisen. Eine derartige Ausführungsform der Vorsprünge
erweist sich insbesondere in Verbindung mit einem in Radial-Bauweise
ausgeführten Laufrad als besonders vorteilhaft. Insbesondere bei Laufrädern, deren axiale Tiefe im Vergleich zu
ihrem Durchmesser relativ kurz ist (beispielsweise kleiner als 3 0 %), erweist es sich als vorteilhaft, die Bildung von
Randwirbeln dadurch zu vermeiden, daß die Vorsprünge in den Endbereichen des jeweiligen Schaufelelementes verlängert ausgebildet
sind.
Die optimale Länge der jeweiligen Vorsprünge wird in Abhängigkeit von der jeweiligen Ausführungsform des Laufrades ggf.
empirisch ermittelt. Bei den üblichen Basis-Formen der Laufräder hat es sich als ausreichend erwiesen, die Höhe der Vorsprünge
derart festzulegen, daß diese im Bereich der 2,5 bis 7-fachen Dicke (gemessen quer zur Anströmrichtung der Vorsprünge)
liegt.
Eine besonders effektive Geräuschreduzierung des Laufrades läßt sich dadurch erreichen, daß die Vorsprünge nadelartig im
Bereich der Abrißkante des Schaufelelementes über dessen saugseitige Schaufelrückseite hervorragen. Alternativ oder in
Kombination mit einer derartigen Anordnung der Vorsprünge ist es auch möglich, die Vorsprünge über die druckseitig liegende
Schaufelvorderseite hervorragen zu lassen. Insbesondere bei einer nadelartigen Ausführungsform der Vorsprünge erweist es
sich unter fertigungstechnischen Gesichtspunkten als besonders vorteilhaft, daß die Vorsprünge eine Breite aufweisen,
die im wesentlichen der Wanddicke des jeweiligen Schaufelelementes im Schaufel-Fußbereich entspricht. In vorteilhafter
Weise sind dabei die Vorsprünge einstückig mit dem Schaufelelement ausgebildet. Eine insbesondere für die Massenfertigung
des Laufrades vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gegeben,
daß das Laufrad aus einem Kunststoffmaterial, insbesondere
als Spritzguß-Bauteil ausgebildet ist, wobei das Schaufelelement und die daran ausgebildeten Vorsprünge im wesentlichen
gleichzeitig im Rahmen eines gemeinsamen Kunststoff-Einspritzvorganges gebildet werden.
Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die Vorsprünge an einer hinteren Verbindungsfläche zwi-
sehen der Schaufelvorderseite und der Schaufelrückseite ausgebildet,
derart, daß die Vorsprünge nach hinten über diese Verbindungsfläche sowie über eine durch die Schaufelvorderoder
Schaufelrückseite gebildete Fläche hervorstehen. Bei einer derartigen Ausführungsform des Laufrades kann ein Druckausgleich
zwischen einem Schaufel-druckseitigen Fluidstrom und einem schaufelsaugseitigen Fluidstrom in einem zwischen
zwei benachbarten Vorsprüngen gebildeten Spaltbereich erfolgen, wobei die hierbei auftretenden Teilchenbewegungen durch
die Vorsprünge sowie durch das in dem Zwischenraum zwischen den Vorsprüngen aufgenommene Gasvolumen gedämpft werden.
Zur Vermeidung etwaiger Stör-Kanten sind die an der Verbindungsfläche
im Bereich der Abrißkante gebildeten Vorsprünge in ihrem Wurzelbereich verjüngt ausgebildet. In vorteilhafter
Weise ist dabei der Wurzelbereich des jeweiligen Vorsprungs derart ausgebildet, daß dieser sanft auf die Verbindungsfläche
und/oder auf die entsprechende Schaufelfläche ausläuft.
Dadurch wird auf vorteilhafte Weise vermieden, daß sich im unteren Bereich der jeweiligen Vorsprünge hinsichtlich der
Geräuschemission ungünstige Turbulenzen bilden. Durch die spezielle Ausbildung des Wurzelbereiches kann in vorteilhafter
Weise ein Kanal gebildet werden, welcher sich von dem Schaufel-Druckseitigen Ende des Schaufelelementes zu dem
Schaufelsaugseitigen Ende hin verjüngt. Durch eine derartige Ausgestaltung des Vorsprung-Wurzelbereiches wird auf überraschende
Weise eine besonders günstige Geräuschreduzierung erreicht. Dem Vorsprung-Wurzelbereich kommt besondere Bedeutung
zu.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind
die Vorsprünge im wesentlichen tangential und parallel zu ihrer Umlaufbahn ausgerichtet. Alternativ dazu ist es jedoch
auch möglich, daß die Vorsprünge jeweils eine Stirnkante aufweisen, die sich radial einwärts geneigt erstreckt. Eine derartige
Anstellung der Vorsprünge gegen die Anströmrichtung des zwischen den Schaufelelementen jeweils gebildeten Strö-
mungskanales erweist sich insbesondere bei relativ schnell
laufenden Laufrädern als besonders vorteilhaft. Bei derartigen schnell laufenden Laufrädern sind die Vorsprünge in vorteilhafter
Weise relativ niedrig ausgebildet. Bei größeren und langsam laufenden Laufrädern können die Vorsprünge relativ
hoch ausgebildet werden. In vorteilhafter Weise liegt die höhe der Vorsprünge (d.h. der Abstand eines oberen Endes des
Vorsprunges zur entsprechenden Schaufelseite) im Bereich zwischen 10 % bis 90 % des Umfangsabstandes zweier benachbarter
Abrißkanten. Niedrige Schaufelhöhen werden bevorzugt bei Laufrädern verwirklicht, welche mit relativ hohen Drehzahlen
rotieren sowie bei Laufrädern in Axialbauform verwendet. Hohe Vorsprungs-Höhen werden in vorteilhafter Weise bei relativ
langsam laufenden Laufrädern und insbesondere bei Laufrädern in Radialbauform verwirklicht.
Obgleich bei Laufrädern in Axial-Bauform im Außenbereich des
Laufrades relativ große Radialkräfte auf die einzelnen Vorsprünge einwirken, weisen gemäß einem besonderen Aspekt der
vorliegenden Erfindung die Vorsprünge im Außenbereich des Axial-Rades eine im Vergleich zu den innenliegenden Vorsprüngen
eine größere Höhe auf. Dadurch wird auf besonders vorteilhafte
Weise der Bildung von Randwirbeln entgegengewirkt.
Alternativ zu oder in Kombination mit den nadelartig ausgebildeten
Vorsprüngen ist es gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung auch möglich, die Vorsprünge lamellenartig
auszubilden. Durch derartig lamellenartig ausgebildete Vorsprünge kann der die entsprechende Schaufelseite
überströmende Luftstrom im Bereich der Abrißkante besonders effektiv gerichtet werden. In vorteilhafter Weise sind dabei
die einzelnen Lamellen derart orientiert, daß eine bestimmte Ablenkung des das Schaufelelement überströmenden Gasstromes
erreicht wird. In vorteilhafter Weise wird dabei bei einer Ausführungsform des Laufrades als Axialrad auf den, das
Schaufelelement überströmenden Gasstrom ein Dreh-Impuls aufgebracht,
dessen Drehsinn dem Drehsinn eines an dem jeweili-
gen Schaufelelement auftretenden Randwirbels entgegengerichtet ist.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Laufrades sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. In diesen
zeigen:
Fig.l eine perspektivische Ansicht einer Abrißkante eines
Schaufelelementes mit davon senkrecht hervorstehenden Zähnen mit stromlinienförmigem Querschnitt,
Fig.2 eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts des
Fußbereiches eines Laufrades mit senkrecht zur Schaufelfläche angeordneten Zähnen,
Fig.3a einen im wesentlichen kreisförmigen Profilquerschnitt
durch einen Vorsprung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
Fig.3b einen im wesentlichen stromlinienförmigen Profilquerschnitt
durch einen Vorsprung gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
Fig.3c einen alternativen Profilquerschnitt, ebenfalls durch
einen Vorsprung gemäß einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung.
Fig.4 eine Seitenansicht und eine Draufsicht auf ein
Laufrad in Radial-Bauart,
Fig.5 eine Seitenansicht, eine Draufsicht und eine Gitteransicht
eines Laufrades in Axial-Bauart,
Fig.6 eine perspektivische Detailansicht des Fußbereiches
eines Schaufelelementes mit einem Vorsprung von linsenförmigem Querschnitt,
Fig.7 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform
der im Bereich einer hinteren Abrißkante angeordneten Vorsprünge mit gekrümmt verlaufender
Dachkante,
Fig.8 eine vereinfachte Schnittdarstellung durch ein Schaufelelement
eines Radial-Laufrades mit im Fußbereich angeordneten Vorsprüngen mit durchgängig verlaufender
Dachkante.
Die Darstellung gemäß Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt aus einem hinteren Abrißkantenbereich eines Schaufelelementes 1 mit
daran einstückig ausgebildeten Vorsprüngen 2. Das Schaufelelement
1 bildet eine Schaufelvorderseite 3 und eine saugseitig liegende Schaufelrückseite 4. Bei der hier dargestellten
Ausführungsform erstrecken sich die Vorsprünge 2 im wesentlichen senkrecht zu einer durch die Schaufelrückseite 4 definierten
Ebene 4'. Zwischen der Schaufelvorderseite 3 und der
Schaufelrückseite 4 ist eine Verbindungsfläche 5 ausgebildet, welche bei der hier dargestellten Ausführungsform über
schwach gerundete Kanten 6 und 7 in die Schaufelvorderseite und die Schaufelrückseite 4 übergeht. Die zwischen der Verbindungsfläche
5 und der Schaufelrückseite 4 gebildete Kante 7 ist vorzugsweise stärker gerundet als die zwischen der
Schaufelvorderseite 3 und der Verbindungsfläche 5 gebildete Kante 6.
Die Vorsprünge 2 sind unter Abständen al, a2, a3, an entlang
der hinteren Abrißkante angeordnet. Diese Abstände al, a2, a3 ... an sind in vorteilhafter Weise jeweils geringfügig unterschiedlich
groß bemessen, so daß sich für das zwischen den jeweiligen Vorsprüngen begrenzte Strömungssystem unterschiedliche
Eigenfrequenzen ergeben.
Jeder der Vorsprünge 2 weist in vorteilhafter Weise ein stromlinienförmiges Profil auf. In vorteilhafter Weise ist
dabei der Krümmungsradius des Vorsprunges 2 in einem Kopfbereich 8 größer als der Krümmungsradius des Vorsprunges in einem
Fußbereich 9. Die Seitenflächen 10 des jeweiligen Vorsprunges 2 sind in vorteilhafter Weise konvex gewölbt und gehen
kontinuierlich in den Kopfbereich 8 und den Fußbereich 9 über.
Die Vorsprünge 2 sind in vorteilhafter Weise derart ausgebildet, daß sich diese von einem Wurzelbereich 11 zu einem Dachbereich
12 hin verjüngen.
Der Dachbereich 12 weist eine hier gerundet ausgebildete Dachkante 12' auf, die kontinuierlich in den Kopfbereich 8
und den Fußbereich 9 des Vorsprunges 2 ausläuft. Die Dachkante 12' kann in vorteilhafter Weise vollständig gerundet ausgebildet
sind. Bei der hier in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform bildet sie jedoch im obersten Bereich des Vorsprunges
einen stumpfen Winkel. Die Dachkante ist in vorteilhafter Weise derart ausgebildet, daß deren maximale Höhe dem Kopfbereich
8 näher liegt als dem Fußbereich 9 des Vorsprunges. Die Dachkante 12' fällt in vorteilhafter Weise zum Fußbereich 9
hin flacher ab als zum Kopfbereich 8.
Jeder der Vorsprünge 2 sitzt mit seinem Wurzelbereich 11 auf der zwischen der Schaufelrückseite 4 und der Verbindungsfläche
5 gebildeten Kante 7 auf. Jeder der Vorsprünge 2 erreicht seine maximale Breite b vorzugsweise im Bereich der Kante 7.
Jeder der Vorsprünge 2 durchsetzt mit seinem Wurzelbereich 11 die durch die Schaufelrückseite 4 definierte Ebene 4'. Dieser
die Ebene 4' durchsetzende Abschnitt des Vorsprunges 2 läuft
kontinuierlich verjüngt auf die Verbindungsfläche 5 hin aus. Dadurch wird ein Auslaufabschnitt 13 gebildet. Dieser Auslaufabschnitt
endet in vorteilhafter Weise unter einem Abstand c vor Erreichen der zwischen der Schaufelvorderseite 3
und der Verbindungsfläche 5 gebildeten Kante 6. Zwischen zwei
einander benachbarten Auslaufabschnitten 13 wird ein sich zur Schaufelvorderseite 3 hin erweiternder Kanal 14 gebildet.
Dieser Kanal 14 ermöglicht eine besonders günstige Druckangleichung zwischen den im Bereich der Abrißkante zusammentreffenden
Fluidströmen. Das Strömungsvolumen dieses Kanales 14 kann durch willkürliche Festlegung des Krümmungsradius der
Kante 7 optimiert werden.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der Vorsprünge geht eine im Wurzelbereich 13 gebildete Wurzelbereichkante
13' in sanft gekrümmter Weise kontinuierlich in den Fußbereich
9 des jeweiligen Vorsprunges über.
Der Übergang zwischen dem jeweiligen Vorsprung 2 und der Schaufelrückseite 4 ist relativ scharfkantig ausgebildet. Dadurch
wird eine Ablösung der Strömung in dem Übergangsbereich zwischen der Kante 7 und dem Wurzelbereich 11 vermieden.
Die Vorsprünge 2 sind einstückig mit dem Schaufelelement 1 ausgebildet. Die Breite b der Vorsprünge ist geringfügig
kleiner als eine Dicke t des Schaufelelementes 1 im hinteren Abrißkantenbereich. Die zum Dachbereich 12 des jeweiligen
Vorsprunges hin erfolgende konische Verjüngung jedes Vorsprunges ermöglicht eine besonders günstige Entformung der
Vorsprünge bei einer Fertigung des Schaufelelements aus einem Kunststoffmaterial.
Die Darstellung gemäß Fig. 2 zeigt ebenfalls einen Ausschnitt eines hinteren Abrißkantenbereiches eines Schaufelelementes
1. Bei der hier dargestellten alternativen Ausführungsform
ist die bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 vorgesehene, zwischen der Schaufelrückseite 4 und der Verbindungsfläche 5
gebildete Kante 7 derart stark gerundet ausgebildet, daß die Verbindungsfläche 5 im wesentlichen kontinuierlich in die
Schaufelrückseite 4 übergeht. Der hier dargestellte Vorsprung
2 weist einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt auf
und bildet in seinem Dachbereich 12 eine sich konisch verjüngende Spitze unter Bildung einer (schwach) konvex gekrümmten
Außenfläche. Der Übergang zwischen dem Vorsprung 2 und der Schaufelrückseite 4 bzw. der Verbindungsfläche 5 ist relativ
scharfkantig ausgebildet.
Der Vorsprung 2 ist im hinteren Bereich des Schaufelelementes 1 derart angeordnet, daß die durch diesen gebildete hintere
Endfläche bzw. der Fußbereich 9 des Vorsprunges 2 bezüglich der Umströmungsrichtung nicht über die zwischen der Schaufel-Vorderseite
3, und der Verbindungsfläche 5 gebildete Kante 6 hinausragt.
Der Durchmesser des Vorsprunges 2 bzw. dessen Breite quer zur Anströmrichtung ist geringfügig kleiner ausgebildet als die
Dicke t des Schaufelelementes 1 im hinteren Endbereich des Schaufelelementes. Bei der gemäß Fig. 2 gezeigten Detaildarstellung
ist nur ein einziger Vorsprung 2 dargestellt. Vorzugsweise ist jedoch eine Vielzahl (beispielsweise 120) derartiger
oder ähnlicher Vorsprünge entlang der Verbindungsfläche 5 im hinteren Endbereich des Schaufelelementes unter Abständen
al, a2, a3 .... an angeordnet. Auch bei dieser Ausführungsform
der Vorsprünge erweist es sich als besonders vorteilhaft, die Abstände al, a2, a3 ..... an geringfügig unterschiedlich
zu bemessen.
Die Darstellungen gemäß Fig. 3a, 3b und 3c zeigen jeweils unterschiedliche,
bevorzugte Ausführungsformen der Profilquerschnitte
der Vorsprünge 2. Diese Profilquerschnitte können in
vorteilhafter Weise über die gesamte Länge bzw. Höhe des jeweiligen Vorsprunges variieren. So ist es insbesondere in
vorteilhafter Weise möglich, dem jeweiligen Vorsprung 2 in dessen Wurzelbereich einen der Darstellung gemäß Fig. 3a entsprechenden
Querschnitt zu geben, welcher allmählich in einen Querschnitt gemäß Fig. 3b und abschließend in einen Querschnitt
gemäß Fig. 3c übergeht. In diesem Falle werden die Querschnitte derart bemessen, daß die in Anströmrichtung ge-
messene Länge dl, d2, d3 des jeweiligen Vorsprunges im Wurzelbereich
größer ist als im Mittenbereich und im Mittenbereich größer ist als im Dachbereich. Auch die Breite bl, b2,
b3 des jeweiligen Vorsprunges ist in vorteilhafter Weise im Wurzelbereich 11 des Vorsprunges größer als in dessen Mittelbereich
und im Mittelbereich wiederum größer als im Dachbereich. Die Darstellungen gemäß Fig. 3a, 3b, 3c sind somit nur
qualitative Darstellungen der Profilquerschnitte, die im jeweiligen Anwendungsfall entsprechend abgewandelt und hinsichtlich
dieser Dimensionierung verändert werden können.
Die Darstellung gemäß Fig. 4 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Laufrades als Radiallaufrad 14. Bei der hier dargestellten Ausführungsform sind die einzelnen
Schaufelelemente 1 nach hinten abfallend gekrümmt. Im hinteren Endbereich der Abrißkante jedes Schaufelelementes
ist eine Vielzahl von Vorsprüngen 2 ausgebildet. Die Vorsprünge 2 erstrecken sich bei der hier dargestellten Ausführungsform
im wesentlichen tangential zur Umlaufbahn im hinteren Kantenbereich des jeweiligen Schaufelelementes. Jedes der
Schaufelelemente weist einen im Hinblick auf das Fördervolumen sowie die Laufraddrehzahl optimierten, stromlinienförmigen
Schaufelquerschnitt auf. Die Vorsprünge erstrecken sich hier entgegen der Drehrichtung des Schaufelrades nach hinten
von den jeweiligen Schaufelrückseiten 4. Es ist jedoch auch möglich, derartige VorSprünge 2 oder ähnliche VorSprünge auf
der Schaufelvorderseite 3 oder sowohl auf der Schaufelvorderseite 3 als auch auf der Schaufelrückseite 4 auszubilden. Die
bei dem Radial-Laufrad gemäß Fig. 4 vorgesehenen Vorsprünge entsprechen in vorteilhafter Weise den in Fig. 1 dargestellten
Vorsprüngen.
In Fig. 5 ist eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Laufrades als Axiallaufrad 15 dargestellt. Auch bei diesem
Laufradtyp sind die Laufschaufeln in vorteilhafter Weise als Tragflächenprofil ausgebildet. Bei der Ausführungsform gemäß
Fig. 5 sind die einzelnen Vorsprünge 2 jeweils als flache,
eng beabstandet angeordnete Lamellen ausgebildet. Diese dünnwandigen
Lamellen weisen in vorteilhafter Weise ebenfalls einen stromlinienförmigen Profilquerschnitt auf. Durch die einzelnen
Lamellen bzw. Vorsprünge 2 kann aktiv die Abströmrichtung von dem jeweiligen Laufschaufelelement 1 beeinflußt werden,
so daß sich in vorteilhafter Weise nur geringfügige Richtungsabweichungen zwischen den die Schaufelvorderseite 3
und den die Schaufelrückseite 4 umströmenden Strömungen ergeben.
Bei der gemäß Fig. 5 dargestellten Ausführungsform der Vorsprünge
verläuft eine durch jeden Vorsprung 2 gebildete Dachkante 12' im wesentlichen parallel zu einem dieser Dachkante
12' benachbarten Strömungsfaden.
Die Abstände zwischen den jeweiligen Vorsprüngen 2 können sowohl auf jedem Schaufelement 1 für sich unterschiedlich festgelegt
werden und sind in vorteilhafter Weise insbesondere von Schaufelelement 1 zu Schaufelelement 1 nochmals unterschiedlich.
Dadurch ergeben sich für jedes Schaufelelement sowie für das dieses Schaufelelement l umgebende Strömungssystem
jeweils unterschiedliche Eigenfrequenzen, wodurch ebenfalls in vorteilhafter Weise im Rahmen von Resonanzfällen
entstehende Strömungsgeräusche vermieden werden können.
Die jeweiligen Vorsprünge können sich in vorteilhafter Weise, wie in Fig. 6 dargestellt, über den hinteren Abrißkantenbereich
des Schaufelelementes 1 hinaus erstrecken. Bei der Darstellung gemäß Fig. 6 ist zum Zwecke der Vereinfachung nur
ein einziger Vorsprung 2 an dem Schaufelelement 1 dargestellt. In vorteilhafter Weise ist jedoch eine Vielzahl derartiger,
insbesondere gleichartiger Vorsprünge entlang der hinteren Abrißkante bzw. entlang der hinteren Kante 7 des
Schaufelelementes angeordnet.
Der Vorsprung 2 gemäß Fig. 6 ist lamellenartige ausgebildet und weist einen quer zur Anströmrichtung schmalen und in An-
Strömrichtung langgestreckten Querschnitt auf. Der Flächenschwerpunkt
des durch den Vorsprung 2 im Wurzelbereich beschriebenen Profilquerschnittes liegt in Anströmrichtung geringfügig
hinter der Kante 7. Der Vorsprung 2 steht sowohl über die Schaufelvorderseite 3 als auch über die Schaufelrückseite
4 hervor. Durch willkürliche Anstellung des Vorsprunges 2 quer zur Anströmrichtung bzw. durch willkürlich
asymmetrische Gestaltung des Profilquerschnittes des Vorsprungs 2 kann die die Schaufelvorderseite 3 sowie die Schaufelrückseite
4 umströmende Strömung im Hinblick auf eine verminderte Geräuschemission gerichtet werden. Vorteilhafte Anstellwinkel
und Profilquerschnitte können hierbei empirisch ermittelt werden. Eine im Fußbereich 9 des jeweiligen Vorsprunges
2 gebildete Fußkante kann dabei in vorteilhafter Weise bei Betrachtung von hinten als gekrümmte Linie ausgebildet
sein.
Die Darstellung gemäß Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform
eines erfindungsgemäß ausgestalteten Schaufelelementes mit daran im hinteren Abrißkantenbereich ausgebildeten Vorsprüngen
2. Der hier dargestellte Vorsprung 2 erstreckt sich ebenfalls sowohl von der Schaufelvorderseite 3 als auch von
der Schaufelrückseite 4. Der Vorsprung 2 ist hierbei derart
quer zur Anströmrichtung angestellt, daß dadurch willkürlich eine bestimmte Ablenkung der die Schaufelvorderseite 3 und
die Schaufelrückseite 4 umströmenden Strömung erreicht wird. Bei der Darstellung gemäß Fig. 7 ragt der jeweilige Vorsprung
ebenfalls über eine hintere Kante 7 des Schaufelelementes hervor, so daß eine im Fußbereich 9 des Vorsprunges 2 verlaufende
Kante quer zu der Kante 7 und zu dieser beabstandet verläuft. Dadurch wird wie bei der Ausführungsform gemäß Fig.
1 zwischen zwei einander benachbarten Vorsprüngen 2 ein seitlich begrenzter Kanal 14 gebildet, in welchem die Kante 7
überströmt wird.
Bei der Darstellung gemäß Fig. 7 ist die Dachkante 12' im Gegensatz
zur Ausführungsform gemäß Fig. 6 gekrümmt ausgebildet.
Die Darstellung gemäß Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgestalteten Schaufelementes 1,
in dessen hinteren Abrißkantenbereich eine Vielzahl von zueinander beabstandeten Vorsprüngen 2 ausgebildet ist. Das
Schaufelelement 1 gemäß Fig. 8 ist in seinem hinteren Fußkantenbereich mit einem Käfigkranz 17 verbunden, der in vorteilhafter
Weise ebenfalls einstückig mit dem Schaufelelement 1 ausgebildet ist bzw. bei vollständigem Zusammenbau des
Laufrades mit diesem fest verbunden, insbesondere verklebt ist.
Die bei der Ausführungsform gemäß Fig. 8 vorgesehenen Vorsprünge sind mit einer Dachkante 12' versehen, die kontinuierlich
in den Kopfbereich 8 des Vorsprunges übergeht und anschließend sanft gekrümmt auf die entsprechende Schaufelseite
{hier Schaufelrückseite 4) hin ausläuft.
Der hier vorgesehene Vorsprung 2 weist an einem der halben Gesamthöhe entsprechenden Abstand zur Schaufelrückseite 4 einen
im wesentlichen stromlinienförmigen Profilquerschnitt auf. Der Vorsprung 2 ist bei der hier dargestellten Ausführungsform
einstückig mit dem Schaufelelement 1, das aus einem Kunststoffmaterial gefertigt ist, gebildet.
Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Maßnahmen wird es
auf vorteilhafte Weise möglich, ein Lüfterrad zu schaffen, das ohne besondere zusätzliche Vorkehrungen, insbesondere Änderungen
des Lüfterradantriebes sowie der Gehäusestruktur eines Lüfters, herkömmlicher Bauart verwendet werden kann. Das
erfindungsgemäße Lüfterrad kann beispielsweise in Verbindung mit einem CPU-Lüfter in einem Computer oder beispielsweise
auch bei einem Haar-Trockner Anwendung finden, ohne daß hier-
zu, vom Austausch des Lüfterrades abgesehen, besondere Modifikationen
an diesen Geräten vorgenommen werden müssen.
Bei dem erfindungsgemäßen Lüfterrad strömt das das Schaufelelement
umströmende Medium durch ein im hinteren Endbereich des Schaufelelementes zaunartig aufragendes Gatter, wodurch
die Strömung derart nachhaltig beeinflußt wird, daß die insbesondere beim Zusammentreffen der durch das Schaufelelement
geteilten Strömungswege auftretenden Strömungsgeräusche vermindert werden.
Je nach Laufradtyp können an dem Laufrad beispielsweise 1500 bis 2 000 und mehr Vorsprünge bzw. Zähne ausgebildet werden.
An jedem Schaufelelement sind in vorteilhafter Weise 4 Zähne/pro Zahnhöhe angeordnet. Der Querschnitt der Zähne muß
nicht unbedingt strömungsgünstig ausgebildet sein. Die Zähne können insbesondere in ihrem Kopfbereich eine im wesentlichen
plane Prallfläche bilden, wodurch eine besonders günstige Bildung von Mikro-Wirbeln erreicht wird. Die Dicke der Zähne
liegt in vorteilhafter Weise in einem Bereich bis 3% der Schaufeltiefe. Bei kleinen Lüfterrädern beträgt die Dicke der
Zähne nur wenige 1/10 mm beispielsweise 0,4 mm. Die Höhe dieser Zähne beträgt beispielsweise 3,5 mm. Bei großen Lüfterrädern,
beispielsweise zur Raumbelüftung, kann die Dicke der Zähne beispielsweise 8mm und mehr betragen. Vorzugsweise sind
die Zähne im Verhältnis zu den Gesamtabmessungen des Lüfterrades
relativ fein ausgebildet. Der in Fig. 1 gezeigte Abschnitt weist beispielsweise eine Länge von 6 mm auf.
Das erfindungsgemäß ausgestaltete Schaufelelement wird in
vorteilhafter Weise durch ein mehrteiliges Formwerkzeug gebildet, in dessen Inneren ein Formraum vorgesehen ist, in
welchem das Schaufelelement und die Vorsprünge im Rahmen eines KunstStoffeinspritzvorganges gebildet werden. Die zur
Bildung der Schaufelvorderseite 3 vorgesehene Innenwand des Formwerkzeuges wird dabei in vorteilhafter Weise durch ein
Werkzeugteil gebildet, daß relativ zu einem, zur Bildung der
• <
Schaufelrückseite 4 vorgesehenen Werkzeugteil bewegbar ist. In vorteilhafter Weise können die Vorsprünge durch flach konische
Bohrungen gebildet werden, die in dem zur Bildung der Schaufelrückseite vorgesehenen Werkzeugteil ausgebildet sind.
Eine besonders günstige Entformung des Schaufelelementes aus dem Formwerkzeug kann ferner dadurch erreicht werden, daß
auch der zur Bildung der jeweiligen Vorsprünge vorgesehene Formraum geöffnet werden kann. Hierzu ist es möglich, eine
Entformungs-Trennebene für die Vorspränge 2 derart festzulegen,
daß diese im wesentlichen parallel zu der im hinteren Endbereich des Schaufelelementes gebildeten Kante verläuft.
Dadurch wird es möglich, den Kopfbereich des jeweiligen Vorsprunges
in einem zur Bildung der Schaufelrückseite vorgesehenen Formwerkzeug auszubilden und den Fußbereich 9 des jeweiligen
Vorsprunges in einem Werkzeugteil auszubilden, das mit dem zur Bildung der Schaufelvorderseite vorgesehenen
Werkzeugteil verbunden bzw. einstückig ausgebildet ist.
Die Verbindungsfläche 5 zwischen der Schaufelvorderseite 3 und der Schaufelrückseite 4 ist dabei in vorteilhafter Weise
derart geneigt, daß diese ein hinterschnittfreies Entformen des Schaufelelementes ermöglicht. Die durch die Vorsprünge 2
verlaufende Trennebene ist in vorteilhafter Weise derart konisch ausgebildet, daß sich eine besonders hohe Schließkraft
im Bereich des in den zur Bildung des Vorsprunges 2 vorgesehenen Formraum mündenden Schließspaltes einstellt.
Inbesondere bei einer Ausführungsform des Lüfterrades als Radial-Laufrad
ist es in vorteilhafter Weise möglich, den Fußbereich 9 der jeweiligen Vorsprünge durch ein Formwerkzeug-Segment
auszubilden, das radial zur Rotationsachse des Schaufelelementes 1 nach außen von dem fertig geformten Vorsprung
2 abziehbar ist.
Um eine besonders hohe Oberflächenqualität der Vorsprünge 2 gewährleisten zu können und um bedarfsweise unterschiedliche
Ausführungsformen der Vorsprünge realisieren zu können, sind
in vorteilhafter Weise die zur Bildung der Vorsprünge vorgesehenen Formelemente als insbesondere leistenartige Elemente
auswechselbar an dem Formwerkzeug befestigt. Diese Leistenelemente sind hierbei in vorteilhafter Weise aus einem
Material gefertigt, das eine im Vergleich zum übrigen Formwerkzeug erhöhte Verschleißfestigkeit aufweist.
Um ein besonders zuverlässiges Ausfüllen des zur Bildung der Vorsprünge 2 vorgesehenen Formraumes gewährleisten zu können,
wird in vorteilhafter Weise in dem das Schaufelelement bildenden Formraum kurz vor Einspritzen des Kunststoffmateriales
ein Unterdruck erzeugt. Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt ein Einspritzbereich zur Bildung
der jeweiligen Schaufelelemente in der Nähe der jeweiligen hinteren Abrißkante des Schaufelelementes.
Die Erfindung ist nicht auf die vorangehenden Ausführungsbeispiele
beschränkt. Beispielsweise ist es auch möglich, die Vorsprünge in jeweils unterschiedlichen Gesamthöhen auszubilden
und deren Abstand zum hinteren Ende des Schaufelelementes von Vorsprung zu Vorsprung geringfügig zu verändern.
Sämtliche aus der Beschreibung und der Zeichnung einschließlich der konstruktiven Einzelheiten hervorgehenden Merkmale
können auch in beliebigen Kombinationen erfindungswesentlich sein.
Claims (37)
1. Laufrad für eine Gebläseeinrichtung, mit einem Drehzentrum
und einer Anzahl von um das Drehzentrum herum abfolgend angeordneten Schaufelelementen zur Förderung eines Mediums durch
einen zwischen einer saugseitig liegenden Schaufelrückseite und einer druckseitig liegenden Schaufelvorderseite gebildeten
Durchgangsbereich, wobei jedes Schaufelelement einen Kopfbereich und einen stromabwärts liegenden Fußbereich aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß im Fußbereich wenigstens eines der Schaufelelemente Vorsprünge ausgebildet sind, die
über eine durch die Schaufelrückseite und/oder die Schaufel-Vorderseite
definierte Fläche hervorragen.
2. Laufrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Vorsprünge einen in Anströmrichtung stromaufwärts liegenden Kopfbereich und einen stromabwärts liegenden Fußbereich aufweisen,
und daß der Kopfbereich verjüngt ausgebildet ist.
3. Laufrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Fußbereich verjüngt ausgebildet ist.
4. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorsprünge einen stromlinienförmigen Querschnitt aufweisen.
5. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Querschnitt ein NACA-Profil ist.
6. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorsprünge stiftartig ausgebildet sind und insbesondere im wesentlichen senkrecht zu der durch die
Schaufelrückseite definierten Fläche verlaufen.
7. Vorsprünge nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorsprünge unter Bildung von Zwischenräumen nebeneinanderliegend entlang des Fußbereiches des
Laufrades angeordnet sind.
8. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet/
daß eine quer zur Anströmrichtung der Vorsprünge gemessene Breite im wesentlichen einer in Anströmrichtung gemessenen
Länge der Vorsprünge entspricht.
9. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet/
daß die Länge der Vorsprünge in Anströmrichtung größer ist als deren Breite quer zur Anströmrichtung.
10. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorsprünge auf der Abrißkante des jeweiligen Schaufelelementes sitzend an dem Schaufelelement ausgebildet
sind.
11. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Flächenschwerpunkt des Profilquerschnitts des jeweiligen Vorsprunges hinter der körperlichen
Abrißkante des jeweiligen Schaufelelementes liegt.
12. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß der jeweilige Vorsprung mit dem überwiegenden Teil seiner Länge über die Abrißkante des zugehörigen
Schaufelelementes stromabwärts hinausragt.
13. Laufrad nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch
gekennzeichnet/ daß wenigstens einer der Vorsprünge auf dem Schaufelelement angeordnet ist.
14. Laufrad nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Dachabschnitt des jeweiligen Vorsprungs verjüngt, insbesondere gerundet ausgebildet ist.
15. Laufrad nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Dachkante des jeweiligen Vorsprungs
im wesentlichen parallel zu einem unmittelbar benachbarten Stromlinienfaden verläuft.
im wesentlichen parallel zu einem unmittelbar benachbarten Stromlinienfaden verläuft.
16. Laufrad nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß die Dachkante des jeweiligen Vorsprunges
gekrümmt verläuft, insbesondere auf die entsprechende Seite des Schaufelelementes hin ausläuft.
gekrümmt verläuft, insbesondere auf die entsprechende Seite des Schaufelelementes hin ausläuft.
17. Laufrad nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kanten der Vorsprünge gerundet
sind.
sind.
18. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorsprünge entlang der Abrißkante unter einem Abstand angeordnet sind, der größer oder gleich der
Breite der Vorsprünge ist.
Breite der Vorsprünge ist.
19. Laufrad nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch
gekennzeichnet, daß die Vorsprünge unter ungleichen Abständen angeordnet sind.
20. Laufrad nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch
gekennzeichnet, daß die Abstände zwischen den Vorsprüngen im Randbereich des jeweiligen Schaufelelementes kleiner
sind als in einem Mittenbereich des Schaufelelementes.
sind als in einem Mittenbereich des Schaufelelementes.
21. Laufrad nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch
gekennzeichnet, daß die Vorsprünge bezüglich einer
Richtung senkrecht zur Schaufelfläche im wesentlichen die
gleiche Höhe aufweisen.
Richtung senkrecht zur Schaufelfläche im wesentlichen die
gleiche Höhe aufweisen.
22. Laufrad nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch
gekennzeichnet, daß die Vorsprünge in Richtung senkrecht
zur Schaufelfläche unterschiedliche Längen aufweisen.
zur Schaufelfläche unterschiedliche Längen aufweisen.
23. Laufrad nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch
gekennzeichnet, daß die Breite der Vorsprünge im wesentlichen
der Dicke des jeweiligen Schaufelementes im Fußbereich entspricht.
der Dicke des jeweiligen Schaufelementes im Fußbereich entspricht.
24. Laufrad nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch
gekennzeichnet, daß die Vorsprünge einstückig mit dem
Schaufelelement ausgebildet sind.
Schaufelelement ausgebildet sind.
25. Laufrad nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch
gekennzeichnet, daß die Vorsprünge an einer hinteren
Verbindungsfläche zwischen der Schaufelvorderseite und der
Schaufelrückseite ausgebildet sind, und daß die Vorsprünge
nach hinten über diese Verbindungsfläche hervorstehen und auf diese Verbindungsfläche hin auslaufen.
Verbindungsfläche zwischen der Schaufelvorderseite und der
Schaufelrückseite ausgebildet sind, und daß die Vorsprünge
nach hinten über diese Verbindungsfläche hervorstehen und auf diese Verbindungsfläche hin auslaufen.
26. Laufrad nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch
gekennzeichnet, daß sich der jeweilige Vorsprung in
seinem Wurzelbereich zu der Verbindunsfläche hin verjüngt.
seinem Wurzelbereich zu der Verbindunsfläche hin verjüngt.
27. Laufrad nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch
gekennzeichnet, daß das Laufrad ein Radial-Laufrad ist.
28. Laufrad nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch
gekennzeichnet, daß die Vorsprünge sich im wesentlichen tangential zu ihrer Umlaufbahn erstrecken.
29. Laufrad nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch
gekennzeichnet, daß die Vorsprünge eine Stirnkante aufweisen, die sich radial einwärts geneigt erstreckt.
30. Laufrad nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch
gekennzeichnet, daß die Höhe der Vorsprünge in Umfangsrichtung im Bereich zwischen 10% bis 90% des UmfangsabStandes
zweier einander benachbarter Abrißkanten liegt.
31. Laufrad nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch
gekennzeichnet, daß das Laufrad ein Axial-Laufrad ist.
32. Laufrad nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch
gekennzeichnet, daß in Axialrichtung des Laufrades gemessen die Länge radial außenliegender Vorsprünge größer ist
als die der innenliegenden Vorsprünge.
33. Laufrad nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 32, dadurch
gekennzeichnet, daß die Vorsprünge lamellenartig ausgebildet sind.
34. Laufrad nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 33, dadurch
gekennzeichnet, daß das Profil der Vorsprünge und der Verlauf der Vorsprünge derart festgelegt sind, daß die auf
die Vorsprünge auftreffende Strömung abgelenkt wird und insbesondere
ein Dreh-Impuls um eine Drehachse parallel zur Anströmrichtung in das Strömungsmedium eingebracht wird.
35. Laufrad nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 34, dadurch
gekennzeichnet, daß der Dreh-Impuls einer seitlichen Rand-Umströmung des jeweiligen Schaufelelementes entgegengerichtet
ist.
36. Laufrad nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 35, dadurch
gekennzeichnet, daß die Vorsprünge derart ausgerichtet sind, daß durch diese eine Winkeldifferenz zwischen den saugseitigen
und den druckseitig die Schaufelelemente umströmenden, im Bereich der Abrißkante zusammentreffenden Stromfäden
im wesentlichen vollständig ausgeglichen ist.
37. Laufrad nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 36, dadurch
gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Schaufelelemente aufgerauht ist.
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R207 | Utility model specification |
Effective date: 19970130 |
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R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
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R157 | Lapse of ip right after 6 years |
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