DE7439796U - Radialgebläse mit einer Vorrichtung zum Mischen von zwei Gas- oder Luftströmen - Google Patents

Description

Gebrauchsmusteranmeldung 15. Februar 1977

Anmelderin: ADAM OPEL AKTIENGESELLSCHAFT, RÜSSELSHEIM (HESSEN)

/ Radialgebläse mit einer Vorrichtung zum Mischen von zwei Gas- oder Luftströmen y

Die Neuerung bezieht sich auf ein Radialgebläse mit einer Vorrichtung zum Mischen von zwei Gas- oder Luftströmen unterschiedlicher Temperatur und / oder Zusammensetzung, insbesondere zum Mischen eines Kalt- und Warmluftstromes bei einer Kraftfahrzeugheizungs- und Belüftungsanordnung.

Das Problem der Vermischung eines Kalt- und Warmluftstromes tritt beispielsweise bei einer Vorrichtung zum Heizen und

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Belüften eines Kraftfahrzeuges auf, wobei dann von einer sogenannten Mischluftheizung gesprochen wird. Hierbei soll also ein ständig erhitzter Luftstrom mit einem Kaltluftstrom in einem bestimmten Verhältnis gemischt werden, wobei auch einer der Luftströme allein zur Wirkung kommen soll, was im Sommerbetrieb insbesondere für den Kaltluftstrom zutrifft, um eine intensive Belüftung und damit Kühlung des Fahrgasträumes zu erreichen. Zur Unterstützung des bzw. der Luftströme ist es bei Fahrzeugheizungen bekannt, an Stelle von Axialgebläsen auch Radialgebläse zu verwenden.

Zur Regelung der Mischluft, d. h. deren Temperatur werden im allgemeinen Klappen verwendet, durch deren Stellung der Kaltoder Warmluftstrom entsprechend gedrosselt bzw. deren Querschnitte verändert werden. Solche Regelklappen sind jedoch nachteilig, da sie eine lineare Regelung nicht ohne weiteres ergeben. Sie dichten außerdem schlecht ab und ihr Platzbedarf ist beträchtlich, wobei noch hinzukommt, daß ihre Betätigung schwergängig ist, da sie meist entgegen der Luftströmung bewegt werden müssen.

Es besteht daher das Bedürfnis, eine Vorrichtung zum Regeln der Temperatur der Nischluft zu schaffen, die einfach in ihrem Aufbau sowie raumsparend ist und eine gute Regelung der Mischluft ergibt, ohne daß dabei eine Verengung des Querschnittes für den Kaltluftstrom sich ergibt, wenn dieser allein zur

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Belüftung des Fahrgasträumes herangezogen wird. Diese Aufgabe wird unter Verwendung eines Radialgebläses durch die vorliegende Erfindung dadurch gelöst, daß in axialer Richtung gesehen, der Kalt- und Warmluftstrom jeweils auf einer Seite dem Läufer des Radialgebläses zugeführt wird und eine die Luftströme etwa bis zu den Schaufeln des Läufers auf der jeweiligen Seite haltende Vorrichtung axial verschiebbar ist.

Eine AusfUhrungemöglichkeit des erfindungsgemäßen Grundgedankens besteht in einfachster Weise darin, daß der Kaltluft- und der Warmluftstrom in an sich bekannter Weise je von einer Seite axial in das Gebläse bzw. den Läufer einmünden und innerhalb des Läufers eine axial verschiebbare Luftmischscheibe vorgesehen ist.

Radialgebläse, bei denen zwei Luftströme je von einer Seite axial in das Gebläse einmünden, sind durch die DOS 2 116 053 und 2 310 934 bekanntgeworden. Hierbei ist der Läufer des Gebläses durch eine starre Trennwand in zwei Teile geteilt und die von beiden Seiten angesaugte Luft wird bei dem einen bekannten Gebläse vom Läufer in zwei separate Gehäuse mit verschiedenem Auslaß geleitet. Bei dem anderen bekannten Gebläse wird auf der einen Seite Frischluft und auf der anderen Seite Umluft angesaugt, wobei die vermischte Luft gemeinsam aus dem Gebläse austritt und weiterhin im gewünschten Maße behandelt wird. Eine Regelung der Luftmengen, die von jeder Seite ange-

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saugt werden, um eine entsprechende Anteilmäßigkeit in der Mischluft zu erhalten, ist bei diesen bekannten Gebläsen nicht möglich.

Durch die verschiebbare Luftmischscheibe ist es nicht nur möglich, den Anteil der beiden Luftströme zu verändern, sondern es kann der eine oder der andere Luftstrom völlig abgesperrt werden, wenn die Luftmischscheibe in eine ihrer Endstellungen gebracht wird, in denen sie eine der axialen Eintrittsöffnungen in das Gebläse abschließt. Die Luftmiseilscheibe braucht im Gegensatz zu Regelklappen keinen zusätzlichen Raum, da sie innerhalb des ohnehin vorhandenen Radialgebläses untergebracht ist. Sie ist darüberhinaus leicht zu betätigen und ergibt eine gute Regelung, d. h. der Bedienweg der Luftmischscheibe entspricht in etwa dem Mi schungsverhältnis.

Eine zweckmäßige Bauweise der Heizanordnung ergibt sich darm, wenn die axialen Eintrittsöffnungen des Gebläeegehäuses mit etwa parallel zu dem Gehäuse verlaufenden Luftführungskanälen verbunden sind und in einem der Kanäle der Wärmetauscher nahe der Eintrittsöffnung angeordnet ist, Es ist dann vorteilhaft, den Motor für den Antrieb des Läufers auf der dem Wärmetauscher gegenüberliegenden Seite des Gehäuses anzuordnen, wobei die Verstellvorrichtung für die Luftmischscheibe sich zwischen dem Wärmetauscher und dem Läufer befindet.

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Die Luftmifchecheibe hat in vorteilhafter Weise zur Verbesserung der Luftströmung mindestens ftuf einer Seite in radialer Richtung einen kurvenförmigen Verlauf· Der mit der Motorwelle verbundene Läuferboden ist mit öffnungen entsprechenden Querschnittes versehen bzw. von Tragstegen gebildet. Ein besonders wichtiges Merkmal der Erfindung ist weiterhin darin zu sehen, daß der Läuferboden bzw. die Tragstege ale ein Axialgebläse ausgebildet sind. Dieses Axialgebläse dient zur Unterstützung der Leistung des Radialgebläses, ohne daß der Raumbedarf wesentlich erhöht wird.

Dieselbe Maßnahme kann zweckmäßig auch auf der dem Läuferboden gegenüberliegenden Seite des Läufers vorgesehen werden, so daß also dem Läufer des Radialgebläses beiderseits je ein Axialgebläse bzw. ein Axialgebläserad vorgeschaltet ist. Diese Axialgebläse sind mit dem Läufer natürlich bewegungsabhängig gekoppelt und sind zweckmäßig mit diesem einteilig ausgebildet.

Wenn bis jetzt davon ausgegangen wurde, daß die beiden Luftströme je von einer Seite in das Gebläse einmünden, so heißt das nicht, daß dies unbedingt so sein muß. Venn es aus Raumoder sonstigen Gründen zweckmäßig ist, beide Luftströme von einer Seite her dem Gebläse bzw. dem Läufer zuzuleiten, so kann dies dadurch erfolgen, daß die die Luftströme im Läufer auf der jeweiligen Seite haltende Vorrichtung aus einem rohrförmigen

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besteht, das von einer Seite in den Läufer hineinreicht, an welchen Ende die Wandungen trichterförmig sich radial nach außen erstrecken und einer der beiden Luftströme durch das rohrförmlge Teil in gleicher Richtung wie der andere Luftstrom dem läufer zugeführt wird.

ÄuefUhrungebeispiel« der Erfindung werden nun anhand von Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine vereinfachte mehr schematlache Kraftfahrzeugheizungs- und Belüftungsanordnwng mit dem erfindungsgemäßen Gebläse,

Fig. 2 eine andere Anordnung der Luftführungskanäle und des Gebläses, jedoch an etwa dergleichen Stelle des Kraftfahrzeuges wie in Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt durch das Gebläse in größerem Maßstab,

Fig. 4 einen Schnitt durch das Gebläse mit einer anderen Ausbildung der Luftmischscheibe,

Fig. 5 einen Schnitt nach Linie V - V in Fig. 4,

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Fig. β einen Schnitt durch eine weitere Ausbildung den Gebläses und der Luftmischachelbe und

Fig. 7 einen Schnitt durch eine Gebläseanordnung mit axialer Luftzuführung von ein- und derselben Seite.

In Fig. 1 und 2 sind mit 2 die Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeuges, mit 3 das Armaturenbrett und mit 4 das an die Windschutzscheibe anschließende Karosserieblech bezeichnet, in welchem Lufteinlaßschlitze 5 vorgesehen sind. In bekannter Weise münden die Lufteinlaßschlitze 5 in eine Art Luftsammeikasten 6, der von Wandungsteilen 8 gebildet wird. Von diesem Luftsammeikasten 6 nehmen in Fig. 1 Luftführungskanäle 10 und 12 ihren Ausgang, durch die die Luft dem Radialgebläse 14 zugeführt wird. Das Radialgebläse 14 besteht in bekannter Weise aus einem spiralförmigen Gehäuse 16 sowie dem Läufer 18 mit seinen Schaufeln 20. Im Luftführungskanal 10 ist kurz vor der Eintrittsöffnung in das Gebläsegehäuse 16 ein Wärmetauscher 22 angeordnet, der vom Kühlwasser des Motores durchflossen wird, so daß bei betriebswarmem Motor der durch den Luftführungskanal 10 in das Gebläse eintretende Luftstrom stets erwärmt wird.

Der Läufer 18 des Gebläses 14 ist mit einem Läuferboden 24 versehen, der entsprechend große Durchtrittsöffnungen für die Luft aufweist oder nur aus Speichen besteht. Es tritt also

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durch den Luftführungskanal 10 und den Wärmetauscher 22 Warmluft axial in das Gebläse 14 ein. Auf der anderen Seite wird durch den Luftführungskanal 12 Kaltluft axial vom Gebläse 14 angesaugt. Der Läufer 18 wird von einem Elektromotor 26 angetrieben, wobei der Läuferboden 24 mit der Motorwelle 28 fest verbunden ist. Die Motorwelle 28 erstreckt sich ferner in den Läufer 18 hinein und reicht etwa bis zu dessen anderen Stirnseite. Diese Verlängerung der Motorwelle 28 ist mit 30 bezeichnet. Aul der Verlängerung 30 ist eine Luftmischscheibe 32 gelagert, die axial so verschiebbar ist, daß sie einerseits in eine Stellung gebracht werden kann, in der sie die Eintrittsöffnung 34 des Gebläsegehäuses 16 abschließt und andererseits die Stellung einnimmt, in der sie die Eintrittsöffnung 36 des Gehäuses 16 verschließt. Somit ist einmal der Kaltluftstrom abgesperrt und das Gebläse kann nur erwärmte Luft fördern. In der anderen Stellung wiederum wird die Einlaßöffnung 36 für die Warmluft abgeschlossen, so daß nur Kaltluft bzw. Frischluft gefördert werden kann.

Die Luftmischscheibe 32 ist hier nur schematisch ohne eine Betätigungs- bzw. Verstellvorrichtung gezeichnet. In der dargestellten Zwischenstellung ist die in das Gebläsegehäuse eintretende Warmluft- und Kaltluftmenge etwa gleich. Es wird also Warmluft und Frischluft zu gleichen Teilen gemischt, wobei die Misch.luft entsprechend der IToi Io 10 aus dem Gehäuse JG aus-

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tritt. Durch eine Klappe 42, wird die Mischluft entweder entsprechend dem Pfeil 44 in den Fußraum 46 geleitet oder die Luft wird über den Kanal 48 den Entfrosterdüsen 50 zugeführt, wenn sich die Klappe 42 in der gestrichelten Lage 52 befindet. In Zwischenstellungen der Klappe 42 wird die Mischluft oder auch nur Kalt- oder Warmluft sowohl dem Fußraum 46 als auch den Entfrosterdüsen 50 anteilmäßig zugeführt. Durch axiales Verschieben der Luftmischscheibe 32 werden in einfacher Weise die Anteile von Kalt- und Warmluft verändert, so daß die Temperatur der Mischluft in einfacher Weise geregelt werden kann.

Die Fig. 2 zeigt eine andere Anordnung des Gebläses 14. Der Läufer 18 ist hier etwa waagerecht angeordnet und die Luftmischscheibe 32 ist auf der senkrecht angeordneten Motorwelle 28 gelagert. Alle übrigen Teile haben dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 1, so daß sie nicht nochmal beschrieben werden brauchen. Frischluft strömt hier also entsprechend den Pfeilen 56 durch die Lufteintrittsöffnungen 5 in den Luftsammeikasten 6 ein. Die Luft strömt um eine Abdeckung 58, die als Wasserabweiser dient, herum in die Luftführungskanäle 59 bzw. 60. Von da strömt Luft über einen Spalt 62 zwischen Gebläsegehäuse 16 und Abdeckung dem Läufer 18 als Kaltluft zu. Der weiter nach unten gerichtete Luftstrom gelangt über den Wärmetauscher 22 in das Gehäuse 16, wobei hier wiederum entsprechend der Stellung der Luftmischscheibe 32 der Anteil an Warm- und Kaltluft geregelt wird. Für die Verstellung der Luftmischscheibe 32 ist schematisch ein

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Gestänge 62 gezeigt. Die Klappe 42 lenkt den Mischluftstrom wiederum zu den Entfrosterdüsen 50 und / oder den Fußraum 46.

In den vergrößerten Schnitt durch die Geblägeeinrichtung nach Fig. 3 sind weitere Einzelheiten ersichtlich. Auf die bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 und 2 beschriebenen Teile soll nicht mehr näher eingegangen werden. Für- den Wärmetauscher 22 sind hier die Anschlüsse für den Flüssigkeitszu- und Ablauf gezeichnet, wobei der eine Anschluß mit 66 und der andere Anschluß mit 68 bezeichnet ist. Die Luftmischscheibe 32 ist mit einer Hülse 70 versehen, die auf der Verlängerung 30 der Motorwelle 28 drehbar gelagert ist. Die Hülse 70 ist mit einer Nut 72 versehen, in die ein Stift 74 eingreift, der an einem Hebelarm 76 eines Winkelhebels 80 angebracht ist. Der Winkelhebel 80 ist in einem Festpunkt 82 gelagert und sein Arm 84 steht mit einem Bowden- oder Seilzug 86 in Verbindung.· Dieser Bowdenzug 86 ist zu einem Betätigungsglied 90 geführt bzw. an diesem befestigt, das z. B. in Form eines Hebels am Armaturenbrett sich befindet. Durch Verstellen des Betätigungsgliedes 90 wird der Winkelhebel 80 so verstellt, daß über den Hebelarm 76 und den Stift 74 die Buchse 70 und damit die Luftmischscheibe 32 axial auf der Verlängerung 30 der Motorwelle 28 verstellt wird. Durch die Anordnung der Nut 72 in der Buchse 70, in die der Stift 74 des Hebelarmes 76 eingreift, wird die Luftmischscheibe 32 an einer Drehbewegung nicht gehindert. Dies ist insbesondere wichtig, wenn die Luftmischscheibe 72 sich in ihrer äußersten rechten Stellung an den

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Läuferboden 24 anlegt und somit die Drehbewegung des Läufers 18 mit ausführt. Die Luftmischscheibe 32 kann natürlich auch in jeder anderen Weise und auch unabhängig von der Motorwelle 28, z. B, an besonderen Führungsteilen, geführt sein. Auch die Verstelleinrichtung als solche, nämlich der Winkelhebel 80 ist nur beispielsweise gezeigt und kann durch jede andere mögliche Verstell- bzw. Verschiebeeinrichtung ersetzt werden. In der äußersten linken Stellung, in der die Luftmischscheibe 32 die Einlaßöffnung 36 für Warmluft abschließt, wird die Scheibe 32 sich nicht mitdrehen, sondern sie wird durch ihre Anlage am Rand der öffnung 36 in ihrer Ruhestellung verbleiben. Durch ein festes Anpressen an den Rand der Einströmöffnung 36 verhindert die Luftmischscheibe 32 das Eindringen von Warmluft in das Gebläse, was besonders im Sommer wichtig ist, wenn nur Frischluft dem Wageninnern zugeführt werden soll.

Die Fig. 4 unterscheidet sich von der Fig. 3 insbesondere dadurch, daß die Luftmischscheibe 32 auf ihrer rechten Seite einen kurvenförmigen Verlauf 80 besitzt. Dadurch wird in diesem Fall

Strömung
die^für die über den Wärmetauscher 22 einströmende Warmluft verbessert. Derselbe kurvenförmige Verlauf 80 kann natürlich auch auf der der Kaltluft zugewandten Seite der Luftmischscheibe 32 vorgesehen sein, Eine weitere Besonderheit des Gebläses nach Fig. 4 besteht darin, daß der Läuferboden 24 aus Stegen 82 besteht, die so geformt sind, daß sie ein Axialgebläserad ergeben. Wie Fig. 5 zeigt, weist der Läuferboden 24 fünf derartige Stege

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auf. Somit wird die Strömung der Kaltluft praktisch durch ein Axialgebläse unterstützt.

In Erweiterung dieses Gedankens kann auch auf der anderen Seite des Läufers 18 ein derartiges Axialgebläserad vorgesehen werden, dessen Schaufeln in Fig. 6 mit 84 bezeichnet sind. Die Schaufeln 84 bestehen ebenfalls wie die Schaufeln 82 mit dem Läufer 18 des Radialgebläses bzw. mit dessen Schaufeln 20 aus einem Stück. Es wird dadurch ein Läufer geschaffen, der einmal mit seinen Schaufeln 20 als Radialgebläse wirkt» wobei der beiderseits vorgesehene Läuferboden mit den Schaufeln 82 und 84 die zusätzliche Wirkung eines Axialgebläses besitzt. Dadurch wird die Wirkung des Gebläses erhöht, ohne daß der Raumbedarf wesentlich erhöht wird. In Fig. 6 ist die Luftmischscheibe 32 beiderseits mit einem kurvenförmigen Verlauf 80 versehen. Wie bereits bemerkt, kann die Luftmischscheibe 32 drehfest oder drehbar auf der Motorwelle angeordnet sein. Das Radialgebläse verwirbelt die beiden Luftströme entsprechend ihrem Anteil und macht eine nachgeschaltete Luftmischkammer überflüssig. In Fig. 6 ist die Motorwelle 28 auf der dem Motor 26 gegenüberliegenden Seite nochmals gelagert.

Während bei den bisherigen Ausführungsbeispielen die Kalt- und Warmluft axial je von einer Seite einströmt, zeigt Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Kalt- und Warmluftstrom von ein- und derselben Seite her axial in das Gebläse bzw. den Läufer

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einmünden. Zu die β em Zwecke ist die Luftmi seilscheibe 32 nicht als durchgehende Scheibe ausgebildet, sondern sie geht trichterförmig in ein Rohr 90 über, daß sich in axialer Richtung zum Gebläse erstreckt und gegenüber dem Antriebsmotor 26 aus dem Gebläse herausgeführt ist· Das Rohr 90 ist mittels eines doppelarmigen Hebele 92, an dem ein Bowdenzug 94 angreift, ähnlich der Luftmi seilscheibe 32 bei den anderen Aueführungsbeispielen axial verschiebbar. Durch das Rohr 90 strömt Kaltluft dem Läufer 18 zu. Die Kaltluft wird jedoch in der gezeigten Stellung des Rohres 90 nur der rechten Seite des Läufers 18 zugeführt. Um das Rohr 90 herum ist ein Luftführungskanal 96 ausgebildet, der mit dem Wärmetauscher 22 in Verbindung steht. Durch diesen Kanal 96 strömt Warmluft dem Läufer 18 zu, die somit nur auf der linken Seite der trichterförmigen Erweiterung 32 des Rohres dem Läufer 18 zuströmen kann. Der Anteil von Kalt- und Warmluft wird in gleicher Weise wie bei den vorherigen Anordnungen geregelt. Je nach dem,in welcher Endstellung die trichterförmige Erweiterung 32 sich befindet, wird nur Kaltluft oder nur Warmluft dem Läufer 18 zugeführt. Diese Anordnung ist dann am Platze, wenn aus Raum- oder sonstigen Gründen beide Luftströme nur von einer Seite her dem Gebläse zugeführt werden können.

- Ta tea iju/nsprüche -

Claims (1)

1. Radialgebläse mit einer Vorrichtung zum Mischen von zwei Gas- oder Luftströmen unterschiedlicher Temperatur und / oder Zusammensetzung« Insbesondere zum Mischen eines Kalt- und Warmluftstromes bei einer Kraftfahrzeug-Heizungs- und Lüftungsanordnung,

dadurch gekennzeichnet, daß in axialer Richtung gesehen auf jeder Seite des Läufers (18) des Radialgebläses (14) eine Eintrittsöffnung (34, 36) für jeweils einen Luftstrom vorgesehen und eine im Läufer die jeweiligen Luftströme trennende bis zu den Schaufeln (20) des Läufers reichende Luftmischscheibe (32) axial verschiebbar angeordnet ist.

2. Radialgebläse nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die axialen Eintrittsöffnungen (34, 36) des Gebläsegehäuses (16) mit etwa parallel zu dem Gehäuse (16) verlaufenden Luftführungskanälen (10, 12, bzw. 58, 60) verbunden sind und vor einer der Eintrittsöffnungen (36) der Wärmetauscher (22) angeordnet ist.

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ItIIIIII

Q 74 39 79·.9 25. April 1977

«5* Radialgebläse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Wärme tau· eher (22) gegenüberliegenden Seite de« Gehäuses (16) der Motor (26) für den Antrieb des Läufers (18) angeordnet 1st und die Verstellvorrichtung für die Luftmischscheibe (32) sich »wischen dem Wärmetauscher (22) und dem Läufer (18) befindet.

4. Radialgebläse nach Anspruch 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, daß die Luftmischscheibe (32) auf der verlängerten Motorwelle (30) gelagert und mit einer Buchse (70) versehen ist, mit der ein Winkelhebel (80) zusammenwirkt.

5. Radialgebläse nach Anspruch 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, daß die Luftmischscheibe (32) mindestens auf einer Seite in radialer Richtung einen kurvenförmigen Verlauf (80) aufweist.

6. Radialgebläse nach Anspruch 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Motorwelle (28) verbundene Läuferboden (24) mit öffnungen entsprechenden Querschnittes versehen ist bzw. dieser aus Tragstegen (82) besteht.

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7. Radialgebläse nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, daß der Läuferboden (24) bzw. die Tragstege (82) als Axialgebläse ausgebildet sind.

8. Radialgebläse nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß dem Läufer (18) des Radialgebläses (14) beiderseits je ein Axialgebläse (82, 84) vorgeschaltet ist, die mit dem Läufer (18) bewegungsabhängig gekoppelt sind.

9. Radialgebläse nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer (18) des Radialgebläses (14) und die Axialgebläse (82, 84) einteilig ausgebildet sind.

10. Radialgebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftmischscheibe aus einem rohrförmigen Teil (90) besteht, das von einer Seite in den Läufer (18) hineinreicht, an welchem Ende die Wandungen trichterförmig (32) sich radial nach außen erstrecken.

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