EP3592985A1

EP3592985A1 - Teilesatz und verfahren für die fertigung eines radiallüfters

Info

Publication number: EP3592985A1
Application number: EP18769301.5A
Authority: EP
Inventors: Wolfgang Laufer; Peter Ragg; Arno Karwath; Francisco Rojo; Paul Rosas
Original assignee: Ebm Papst St Georgen GmbH and Co KG
Current assignee: Ebm Papst St Georgen GmbH and Co KG
Priority date: 2017-09-21
Filing date: 2018-09-04
Publication date: 2020-01-15
Anticipated expiration: 2038-09-04
Also published as: US20200182255A1; DE202018105036U1; WO2019057482A1; US11359640B2; CN208793265U; DE102017008855A1; EP3592985B1

Abstract

Ein Teilesatz für einen Radiallüfter umfasst ein Lüfterrad (2), ein Grundgehäuseteil (1) und ein erstes komplementäres Gehäuseteil (3), die zusammenfügbar sind, um ein das Lüfterrad (2) umgebendes, eine Einlassöffnung (27) und einen Auslass (23) aufweisendes erstes Gehäuse zu bilden, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein zweites komplementäres Gehäuseteil (3', 3"), dessen Gestalt von der des ersten komplementären Gehäuseteils (3) abweicht, anstelle des ersten komplementären Gehäuseteils (3) mit dem Grundgehäuseteil (1 ) verbindbar ist, um ein zweites Gehäuse zu bilden.

Description

Teilesatz und Verfahren für die Fertigung eines Radiallüfters

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Teilesatz für die Fertigung eines Radiallüfters und dessen Verwendung.

Ein Radiallüfter hat typischerweise ein Gehäuse mit einer Kammer, in der ein Lüfterrad um eine Achse rotiert, einer zu der Achse benachbarten Einlassöffnung und einer an der Peripherie der Kammer gelegenen Aus- lassöffnung.

Der Zusammenhang zwischen Drehzahl des Lüfterrades, Druckdifferenz zwischen Einlass- und Auslassöffnung und Volumenstrom ist von der Geometrie des Lüfterrades und der es aufnehmenden Kammer abhängig und ein Charakteristikum eines jeden Lüftermodells. Die Anforderungen an diesen Zusammenhang variieren je nach Anwendung, für die der Radiallüfter vorgesehen ist. Wird ein Lüfter beispielsweise für Kühlzwecke eingesetzt, dann sollte sein Volumenstrom möglichst wenig mit der Druckdifferenz variieren, um einen ausreichenden Kühlluftstrom auch unter ungünstigen Bedingungen, z.B. bei eingeschränktem Querschnitt des Kühlluftweges, aufrechterhalten zu können. Wird hingegen ein Lüfter eingesetzt, um einen Patienten zu beatmen, dann ist eine starke Abhängigkeit des Volumenstroms von der Druckdifferenz erwünscht, um einerseits, wenn der Patient einatmet, einen hohen Volumenstrom bereitstel- len zu können, andererseits aber nicht sein Ausatmen durch einen hohen Gegendruck zu behindern.

Herkömmlicherweise werden diese entgegengesetzten Anforderungen befriedigt, indem jeweils für die Kühlung oder das Beatmen unterschied- liehe Lüfter konstruiert werden. Die für diese Lüfter jeweils spezifischen Gehäuseteile werden jeweils nur in kleinen Stückzahlen benötigt und haben dementsprechend hohe Stückkosten. Ziel der vorliegenden Erfindung ist, einen Teilesatz und ein Verfahren zu schaffen, mit denen Lüfter mit jeweils für eine bestimmte Anwendung angepasstem Zusammenhang zwischen Druckdifferenz und Volumenstrom kostengünstig bereitgestellt werden können.

Die Aufgabe wird zum einen gelöst, indem ein Teilesatz für einen Radiallüfter neben einem ersten Lüfterrad, einem Grundgehäuseteil und einem komplementären Gehäuseteil, die zusammenfügbar sind, um ein das Lüfterrad umgebendes, eine Einlassöffnung und eine Auslassöffnung aufweisendes Gehäuse zu bilden, wenigstens ein zweites Lüfterrad um- fasst, dessen Gestalt von der des ersten Lüfterrads abweicht, und das anstelle des ersten Lüfterrads um eine Achse drehbar in der Radkammer montierbar ist.

Wenn das Lüfterrad in geeigneter Weise spezifisch in Hinblick auf einen gewünschten Zusammenhang zwischen Druck und Volumenstrom optimiert ist und in mehreren Versionen benötigt wird, um unterschiedliche Zusammenhänge darstellen zu können, kann von einer anwendungsspezifischen Modifikation der Gehäuseteile abgesehen werden. Kostenvorteile ergeben sich somit zum einen dadurch, dass die nicht anwendungsspezifischen Teile in großen Stückzahlen kostengünstig bereitgestellt werden können, sondern auch dadurch, dass die anwendungsspezifischen Lüfterräder notwendigerweise kleiner sind als die Gehäuseteile, die die sie aufnehmende Radkammer begrenzen, und deshalb mit kleinformatigen, relativ einfachen und dementsprechend kostengünstigen Werkzeugen gefertigt werden können.

Der Vorteil der einfachen Fertigung kommt insbesondere dann zum Tragen, wenn die Lüfterräder jeweils eine Grundplatte und von der Grundplatte in axialer Richtung abstehende Schaufelblätter mit von der Grundplatte abgewandten freien Kanten haben, da diese im Allgemeinen mit nur zwei in Richtung der Achse gegeneinander beweglichen Werkzeugteilen geformt werden können, während zur Fertigung der Gehäuseteile, insbesondere dann, wenn diese miteinander zusammenwirkende Rast- mittel aufweisen, auch in radialer Richtung bewegliche Werkzeugteile erforderlich sind.

Wenn die Einlassöffnung in dem komplementären Gehäuseteil vorgesehen ist, dann sollten, wenn eines der Lüfterräder in der Radkammer montiert ist, dessen Grundplatte dem Grundgehäuseteil zugewandt und die Schaufelblätter dem komplementären Gehäuseteil (3) zugewandt sein.

Der Auslass sollte in etwa in der Ebene des Lüfterrades liegen und ist daher zweckmäßigerweise einerseits von dem Basisgehäuseteil und andererseits von dem komplementären Gehäuseteil begrenzt.

Um die Austauschbarkeit der Lüfterräder zu gewährleisten, sollten sie alle identische Schnittstellen für die Befestigung an einer Welle des Motors aufweisen. Diese Schnittstellen können z.B. Durchgänge mit identischem, unrundem Querschnitt sein, in die die Welle drehmomentschlüssig einsteckbar ist, oder entlang der Achse beabstandete Flansche an beiden Seiten eines Durchgangs, die z.B. eine Klemmung des Lüfterrades zwischen einer Schulter der Welle und einer aufgeschraubten Mutter erlauben.

Zwischen den freien Kanten der Schaufelblätter eines in der Radkammer montierten Lüfterrades und einer die Radkammer begrenzenden Wand des komplementären Gehäuseteils erstreckt sich unvermeidlicherweise ein Spalt, über den bei ausreichender Druckdifferenz zwischen Einlassöffnung und Auslass Luft zum Einlass zurückfließt, was den Durchsatz des Lüfters beeinträchtigt. Um die Effizienz des Lüfters zu verbessern, kann das komplementäre Gehäuseteil an der die Radkammer begrenzenden Wand eine sich konzentrisch um die Achse erstreckende Struktur aufweisen, und die Lüfterräder können an den freien Kanten ihrer Schaufelblätter mit Konturen versehen sein, die mit der konzentrischen Struktur eine Labyrinthdichtung bilden. So kann etwa die konzentrische Struktur eine umlaufende Rinne sein, der Vorsprünge an den Kanten der Schaufelblätter gegenüberliegen, oder die konzentrische Struktur kann einen sich um die Achse erstreckenden Vorsprung aufweisen, dem jeweils Aussparungen der freien Kanten gegenüberliegen.

Um unterschiedliche Druck-Volumenstromkennlinien für die verschiede- nen Lüfterräder zu erhalten, sollten sich das erste und das zweite Lüfterrad durch die Zahl und/oder die Länge der Schaufelblätter unterscheiden. Andere Merkmale wie etwa die Gestalt der Grundplatte, die axiale Ausdehnung der Schaufelblätter, ihre Wandstärke oder der Verlauf ihrer freien Kanten, kann in den durch die Fertigungsgenauigkeit gesetzten Gren- zen von einem Lüfterrad zum anderen gleich bleiben.

Der Aufwand für Konstruktion und für die Anfertigung von Formwerkzeugen für die verschieden Lüfterräder kann dadurch begrenzt werden, dass die Gestalt des zweiten Lüfterrades von der des ersten Lüfterrades durch Hinzufügen von wenigstens einem Schaufelblatt abgeleitet ist, d.h. dass das erste Lüfterrad in die zum Fertigen des zweiten verwendete Form hineinpassen und sie abgesehen vom hinzugekommenen Schaufelblatt ausfüllen würde. Um durch zusätzliche Schaufelblätter den freien Querschnitt - und damit den Volumenstrom - des Lüfters nicht zu sehr einzuschränken, sollte der Radius eines achsnahen Endes des hinzugefügten Schaufelblatts größer sein als der eines achsnahen Endes wenigstens eines Schaufelblatts des ersten Lüfterrads.

Die Schaufelblätter eines jeden Lüfterrades haben notwendigerweise eine quer zur Luftströmungsrichtung orientierte innere Kante, an der vorbei die Blasluft in einen Kanal zwischen zwei Luftschaufeln eintritt. Dieser Abstand kann, wie sich aus dem vorhergehenden Absatz ergibt, für die Schaufelräder eines einzelnen Lüfterrades unterschiedlich sein. Um unterschiedliche Formen der Druck-Volumenstrom-Kennlinie wie etwa im einen Fall eine geringe Abhängigkeit des Volumenstroms vom Druck, im anderen Fall eine starke Abhängigkeit zu erhalten, ist es nützlich, wenn der Teilesatz zwei Lüfterräder umfasst, die sich durch den Abstand ihrer jeweils achsnächsten inneren Kante von der Achse unterscheiden.

Um eine starke Druckerhöhung zwischen Einlassöffnung und Auslass zu erzielen, sollte starke Druckerhöhung bei wenigstens einem Lüfterrad die achsnächste innere Kante wenigstens teilweise innerhalb eines zur Achse konzentrischen Zylinders liegen, dessen Durchmesser dem Durchmesser der Einlassöffnung entspricht.

Umgekehrt ist es für eine hohe Variabilität des Volumenstroms bei geringer Druckschwankung nützlich, wenn bei wenigstens einem Lüfterrad die achsnächste innere Kante außerhalb dieses Zylinders liegt.

Das Lüfterrad ist vorzugsweise am Grundgehäuseteil, gegenüber der Einlassöffnung des komplementären Gehäuseteils gelagert.

Zweckmäßigerweise ist auch Einbauraum für einen das Lüfterrad antreibenden Motor am Grundgehäuseteil vorgesehen.

Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren zum Fertigen eines Radiallüfters mit den Schritten

Bereitstellen eines Teilesatzes wie oben beschrieben,

Auswählen eines der Lüfterräder des Teilesatzes; und

Zusammenfügen des ausgewählten Lüfterrads mit dem Grundgehäuseteil und dem komplementären Gehäuseteil.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Teilesatz in einem auseinandergezogenen axialen Schnitt; Fig. 2 eine Draufsicht in axialer Richtung auf ein Grundgeh teil und ein Lüfterrad des Teilesatzes;

Fig. 3 ein vergrößertes Detail des fertigen Lüfters in einem radialen Schnitt;

Fig. 4-7 Draufsichten auf verschiedene Lüfterräder des Teilesatzes;

und Fig. 8 Druck-Volumenstromkennlinien von verschiedenen Lüfterrädern.

Fig. 1 zeigt in einer auseinandergezogenen Ansicht ein Grundgehäuseteil 1 , ein Lüfterrad 2 und ein komplementäres Gehäuseteil 3 eines Radi- allüfters. Die Schnittebene der Fig. 1 verläuft entlang einer Drehachse 4 des Lüfterrades 2.

Das Grundgehäuseteil 1 umfasst eine Bodenplatte 5, eine Außenwand 6 und einen elastischen Pufferring 7, über den die Bodenplatte 5 mit der Außenwand 6 zu einem äußeren Becher verbunden ist. In dem äußeren Becher ist konzentrisch, unter Ausbildung eines ringförmig umlaufenden Kühlluftkanals 8, ein Elektromotor 9 aufgenommen und durch eine an einer Schulter 10 der Außenwand 6 abgestützte Zwischenwand 1 1 eingeschlossen.

Der Elektromotor 9 umfasst eine Welle 12, einen Rotor 13, einen Stator 14, eine Leiterplatte 15, die einen Wechselrichter zur Versorgung des Stators 14 trägt, sowie ein Gehäuse, das die genannten Komponenten 12-15 einschließt. Das Gehäuse umfasst einen inneren Becher 16 und einen den inneren Becher 16 verschließenden Deckel 17, durch dessen zentrale Öffnung die Welle 12 vorspringt.

Die Zwischenwand 1 1 und der in einer Öffnung der Zwischenwand freiliegende Deckel 17 bilden rings um die Drehachse 4 ein zentrales Pia- teau 18. Ein das Plateau 18 umgebender Randbereich der Zwischenwand 1 1 springt ins Innere des äußeren Bechers zurück und begrenzt zusammen mit der Außenwand 6 eine Rinne 19, die sich mit entlang des Umfangs des Bechers allmählich zunehmendem Querschnitt rings um die Drehachse 4 erstreckt.

Das Lüfterrad 2 hat eine quer zur Drehachse 4 ausgerichtete Grundplatte 20, deren Durchmesser nicht größer ist als der des Plateaus 18. Eine Seite der Grundplatte 20 liegt im zusammengebauten Zustand dem Plateau 18 eng benachbart gegenüber. Ein axialer Durchgang 47 des Lüfterrads 2 ist vorgesehen, um das Ende der Welle 12 aufzunehmen. Im hier gezeigten Fall ist der Durchgang 47 in einer Hülse aus Metall, insbesondere Messing, gebildet, an die Grundplatte 20 und Schaufelblätter 21 des Lüfterrads 2 angespritzt sind, und deren Innendurchmesser mit dem Durchmesser der Welle 12 so abgestimmt ist, dass das Lüfterrad 2 durch Aufpressen auf der Welle 12 montiert werden kann.

An einer vom Plateau 18 abgewandten Seite der Grundplatte 20 stehen Schaufelblätter 21 in axialer Richtung ab. Diese Seite kann die Form eines Kegels oder eines Rotationshyperboloids haben.

In der Ansicht der Fig. 2 sind das Grundgehäuseteil 1 und das auf der Welle 12 montierte Lüfterrad 2 in Draufsicht zu sehen. Man erkennt deutlich die Rinne 19, die sich, ausgehend von einem Anfangspunkt 22 allmählich breiter werdend, im Gegenuhrzeigersinn um das Lüfterrad 2 erstreckt und in einen tangential zum Umfang des Lüfterrads 2 abzweigenden Auslass 23 übergeht. Die Schaufelblätter 21 haben die Form von Rippen, die sich ausgehend von einem der Drehachse 4 zugewandten inneren Ende 33 spiralförmig bis zum Rand der Grundplatte 20 erstrecken.

Die Zwischenwand 1 1 hat eine oder mehrere Öffnungen 24, über die die Rinne 19 in der Nähe des Anfangspunkts 22 mit dem Kühlluftkanal 8 kommuniziert. Diese Öffnungen 24 sind in Fig. 2 durch das Lüfterrad 2 verdeckt und deshalb mit gestrichelten Linien dargestellt. Ein weiterer Durchgang 25 zwischen der Rinne 19 und dem Kühlluftkanal 8 befindet sich am Auslass 23.

Die Drehung des Lüfterrades 2 erzeugt vor dem Durchgang 25 einen höheren Druck als an den Öffnungen 24, so dass Luft über den Durchgang 25 in den Kühlluftkanal 8 eintritt, dort Abwärme des Motors 9 aufnimmt und über die Öffnungen 24 den Kühlluftkanal 8 wieder verlässt. Eine radiale Wand 26 zwischen dem Motor 9 und der Außenwand 6 durchteilt den Kühlluftkanal 8 und zwingt die angesaugte Luft, auf dem Weg vom Durchgang 25 zu den Öffnungen 24 den Motor 9 nahezu vollständig zu umrunden.

Das komplementäre Gehäuseteil 3 hat eine sich rings um eine Einlassöffnung 27 um die Drehachse 4 erstreckende Stirnwand 28, deren trichterförmiger Innenfläche 29 im zusammengebauten Zustand von der Grundplatte 20 abgewandte, freie Kanten 30 der Luftschaufeln 21 in geringem Abstand gegenüberliegen. Die trichterförmige Innenfläche 29 erstreckt sich radial über den Rand der Grundplatte 20 hinaus und trifft auf eine Innenseite der Außenwand 6. Die Stirnwand 28 begrenzt somit im fertig montierten Lüfter einerseits eine Radkammer 31 , in der das Lüfterrad 2 rotiert, als auch, zusammen mit der Rinne 19, einen sich um die Radkammer 31 herum erstreckenden Blasluftkanal 32, in dem die Drehung des Lüfterrades 2 einen Überdruck erzeugt.

Aufgrund der Spiralform der Schaufelblätter 21 ist der Verlauf der freien Kanten 30 der Schaufelblätter 21 in einem radialen Schnitt durch das Lüfterrad 2, wie in Fig. 1 dargestellt, nur schwer zu erkennen. Fig. 3 zeigt einen Schnitt entlang der Drehachse 4 und eines Radius durch das komplementäre Gehäuseteil 3 und einen durch die Drehung des Lüfterrades 2 um die Drehachse 4 erhaltenen Rotationskörper. Hier erkennt man deutlich, dass die Kanten 30 ausgehend vom inneren Ende 33 zunächst entlang einer inneren Kante 40 steil auf die Stirnwand 28 zulaufen und anschließend, jenseits eines Scheitels 41 , auf einem Großteil ihrer Länge zusammen mit der Innenfläche 29 der Stirnwand 28 einen Spalt 42 von im Wesentlichen konstanter Breite begrenzen.

Die Innenfläche 29 ist durch eine flache Rinne 43 in einen inneren und einen äußeren Abschnitt 44, 45 unterteilt, die beide konvex gewölbt sind. Der Rinne 43 liegen Vorsprünge 46 an den Kanten 30 der Schaufelblätter 21 gegenüber. Wenn eine hohe Druckdifferenz zwischen Auslass 23 und Einlassöffnung 27 einen Rückfluss von Luft entlang des Spalts 42 zur Einlassöffnung 27 antreibt, dann neigt dieser dazu, die Rinne 43 in einer zu beiden Abschnitten 44, 45 tangentialen Richtung (in Fig. 3 durch eine dünne gestrichelte Linie angedeutet) zu überbrücken und gelangt dabei unter den Einfluss der Schaufelblätter 21 . So kann bei gegebener Drehzahl des Lüfterrades 2 eine hohe Druckdifferenz zwischen Auslass 23 und Einlassöffnung 27 aufrechterhalten werden.

Wieder auf Fig. 1 bezogen erstreckt sich um die Innenfläche 29 herum senkrecht zur Drehachse 4 ein ringförmiger Flansch 34. Ihm liegt ein Flansch 35 an einer Oberkante der Außenwand 6 gegenüber. Beide Flansche 34, 35 weisen jeweils eine Ringnut 36 auf. Ein in im montierten Zustand in beide Ringnuten 36 eingreifender Dichtring 37 dichtet den Blasluftkanal 32 radial nach außen ab.

Am Umfang des komplementären Gehäuseteils 3 sind über den Flansch 34 vorspringende Bügel 38 verteilt. Diese sind vorgesehen, um beim Zusammenbau des Gehäuses auf Vorsprünge 39 (s. Fig. 2) an der Außenwand 6 des Grundgehäuseteils 1 aufgerastet zu werden und so die Gehäuseteile 1 , 3 dauerhaft miteinander zu verbinden.

Denkbar wäre auch, einen oder zwei der Bügel 38 und Vorsprünge 39 durch ein Folienscharnier zu ersetzen, durch das die beiden Gehäuseteile nach Anbringung des Lüfterrades 2 aufeinandergeklappt werden können. Fig. 4 zeigt das Lüfterrad 2 der Fig. 1 und 2 noch einmal für sich allein, um klarer erkennbar zu machen, worin sich dieses Lüfterrad 2 von anderen, in Fig. 5-7 gezeigten Lüfterrädern 2, 2", 2"' des erfindungsgemäßen Teilesatzes unterscheidet und worin sich die Lüfterräder gleichen.

Identisch sind bei allen Lüfterrädern der Durchmesser der Grundplatte 20 und die Gestalt des die Welle 12 aufnehmenden Durchgangs 47, vorzugsweise auch die Wölbung der die Schaufelblätter 21 tragenden Seite der Grundplatte 20. Auch die Schaufelblätter 21 des Lüfterrades 2 sind bei den Lüfterrädern 2', 2" der Fig. 5 und 6 in Anzahl, Wandstärke und Verlauf der Kante 30 identisch wiederzufinden. Beim Lüfterrad 2' der Fig. 5 sind in jeden Zwischenraum zwischen zwei Schaufelblättern 21 ein Schaufelblatt, beim Lüfterrad 2" der Fig. 6 je zwei zusätzliche Schaufelblätter 21 ' eingefügt. Durch die zusätzlichen Schaufelblätter 21 ' verdoppelt bzw. verdreifacht sich gegenüber dem Lüfterrad 2 die Frequenz, mit dem ein äußeres Ende eines Schaufelblatts an dem Anfangspunkt 22 vorbeistreicht und dort Turbulenzen hervorruft, außerdem blockieren die zusätzlichen Schaufelblätter 21 ' den Platz, den die Turbulenzen brauchen, um sich ausbreiten zu können, und dämpfen sie dadurch stark. Die Folge davon ist einerseits eine Dämpfung des Strömungsgeräuschs des Lüfterrades, andererseits eine Frequenzerhöhung, durch die bei geeigneter Drehzahl des Lüfters ein Teil des Betriebsgeräuschspektrums aus dem hörbaren Frequenzbereich heraus verschoben wird. Beides trägt dazu bei, dass die Lüfterräder 2', 2" ein im Vergleich zum Lüfterrad 2 vermindertes Betriebsgeräusch aufweisen.

Die zusätzlichen Schaufelblätter 21 ' verengen den Durchgangsquerschnitt der Radkammer 31 und führen dadurch zu höheren Strömungsverlusten und geringerem Wirkungsgrad. Deswegen wird ein Anwender im Allgemeinen das Lüfterrad 2 für gewerbliche Anwendungen in ohnehin geräuschbelasteter Umgebung auswählen, in denen niedrige Betriebskosten ein wichtiges Kriterium sind, wohingegen die Schaufelräder 2', 2" für Anwendungen im privaten Bereich bevorzugt sind, wo ein starkes Betriebsgeräusch deutlich wahrgenommen wird. Um die Wirkungsgradeinbuße zu begrenzen, sind die inneren Enden 33' der zusätzlichen Schaufelblätter 21 ' in größerer Entfernung von der Achse 4 angeordnet als die inneren Enden 33 der Schaufelblätter 21. Während die inneren Kanten 40 der Schaufelblätter 21 zu einem großen Teil innerhalb des Radius r der Einlassöffnung 27 verlaufen, liegen entsprechende Kanten 40' der zusätzlichen Schaufelblätter 21 ' außerhalb.

Das Lüfterrad 2"' der Fig. 7 ähnelt stark dem Lüfterrad 2' aus Fig. 5. Die Zahl der Schaufelblätter ist bei beiden dieselbe; der Unterschied zwischen beiden liegt darin, dass beim Lüfterrad 2"' die inneren Enden 33 aller Schaufelblätter 21 ' jenseits des Radius r der Einlassöffnung 27 liegen.

Fig. 8 verdeutlicht den Einfluss dieser Konstruktionsunterschiede anhand von Druck-Volumenstromkennlinien der Lüfterräder 2, 2" und 2"'. Die Kennlinien sind in willkürlichen Einheiten dargestellt, da sich die Werte im Einzelfall je nach Abmessungen der Lüfterräder und der Drehzahl unterscheiden; sie sind jedoch für Lüfterräder mit gleichen Abmessungen bei gleicher Drehzahl aufgenommen und insoweit vergleichbar. Die stärkste Abhängigkeit des Volumenstroms V von der Druckdifferenz Dp besteht beim Lüfterrad 2. Dieses eignet sich daher gut, um aus der einfach und sicher messbaren Druckerhöhung auf den Volumenstrom zu schließen und, indem die Drehzahl druckabhängig gesteuert wird, einen vorgegebenen Volumenstrom zu erzeugen. Das Lüfterrad 2" erreicht jeweils im Vergleich die höchsten Werte von Volumenstrom und Druck und eignet sich daher, um einen Lüfter mit hoher Leistungsdichte zu bauen. Beim Lüfterrad 2"' ist - vor allem im unteren Volumenstrombereich - die Abhängigkeit der Druckerhöhung vom Volumenstrom gering; deswegen kann ein Lüfter mit diesem Lüfterrad bei einer Anwendung mit schwankendem Volumenstrom Druckschwankungen begrenzen, z.B. bei einem Beatmungsgerät starke Druckanstiege verhindern, wenn in einer Ausatmungsphase des Patienten der Volumenstrom unterbrochen wird, und so anschließend ein ruhiges Einatmen ermöglichen. Bezugszeichen

I Grundgehäuseteil

2 Lüfterrad

3 komplementäres Gehäuseteil

4 Drehachse

5 Bodenplatte

6 Außenwand

7 Pufferring

8 Kühlluftkanal

9 Elektromotor

10 Schulter

I I Zwischenwand

12 Welle

13 Rotor

14 Stator

5 Leiterplatte

6 Becher

17 Deckel

8 Plateau

19 Rinne

20 Grundplatte

21 Schaufelblatt

22 Anfangspunkt

23 Auslass

24 Öffnung

25 Durchgang

26 radiale Wand

27 Einlassöffnung

28 Stirnwand

29 Innenfläche

30 Kante

31 Radkammer Blasluftkanal inneres Ende Flansch

Flansch

Ringnut

Dichtring

Bügel

Vorsprung innere Kante Scheitel

Spalt

Rinne

innerer Abschnitt äußerer Abschnitt Vorsprung Durchgang

Claims

Patentansprüche

Teilesatz für einen Radiallüfter, mit einem ersten Lüfterrad (2), einem Grundgehäuseteil (1 ) und einem komplementären Gehäuseteil (3), die zusammenfügbar sind, um eine das Lüfterrad (2) umgebende, eine Einlassöffnung (27) und einen Auslass (23) aufweisende Radkammer (31) zu bilden, gekennzeichnet durch wenigstens ein zweites Lüfterrad (2', 2", ...), dessen Gestalt von der des ersten Lüfterrades (2) abweicht und das anstelle des ersten Lüfterrades (2) um eine Achse (4) drehbar in der Radkammer (31) montierbar ist.

Teilesatz nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Lüfterräder (2, 2', 2", ...) eine Grundplatte (20) und von der Grundplatte (20) in axialer Richtung abstehende Schaufelblätter (21) mit von der Grundplatte (20) abgewandten freien Kanten (30) haben.

Teilesatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnung (27) in dem komplementären Gehäuseteil (3) vorgesehen ist und dass im montierten Zustand eines der Lüfterräder (2, 2', 2", ...) dessen Grundplatte (20) dem Grundgehäuseteil (1) zugewandt ist und die Schaufelblätter (21) dem komplementären Gehäuseteil (3) zugewandt sind.

Teilesatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslass (23) von dem Basisgehäuseteil (1) und dem komplementären Gehäuseteil (3) begrenzt ist.

Teilesatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lüfterräder (2, 2', 2", ...) identische Schnittstellen (47) für die Befestigung an einer Welle (12) eines Motors (9) aufweisen. Teilesatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das komplementäre Gehäuseteil (3) an einer die Radkammer (31) begrenzenden Wand (28) eine sich konzentrisch um die Achse (4) erstreckende Struktur (43-45) aufweist, und dass die Lüfterräder (2, 2', 2", ...) an den freien Kanten (30) ihrer Schaufelblätter (21 , 21 ') Konturen (46) aufweisen, die mit der konzentrischen Struktur (43-45) eine Labyrinthdichtung bilden.

Teilesatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Lüfterrad (2, 2', 2", ...) sich durch die Zahl und/oder die Länge der Schaufelblätter (21 , 21 ') unterscheiden.

Teilesatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gestalt des zweiten Lüfterrades (2', 2", ...) von der des ersten Lüfterrades (2) durch Hinzufügen von wenigstens einem Schaufelblatt (21 ') abgeleitet ist.

Teilesatz nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius eines achsnahen Endes (33') des hinzugefügten Schaufelblatts (21 ') größer ist als der eines achsnahen Endes (33) wenigstens eines Schaufelblatts (21) des ersten Lüfterrads (2).

Teilesatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufelblätter (21 , 21 ') eines jeden Lüfterrades (2, 2', 2", ...) eine quer zur Luftströmungsrichtung orientierte innere Kante (40, 40') haben, und dass der Teilesatz zwei Lüfterräder (2, 2"') umfasst, die sich durch den Abstand ihrer jeweils achsnächsten inneren Kante (40, 40') von der Achse (4) unterscheiden. Teilesatz nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei wenigstens einem Lüfterrad (2, 2', 2" die achsnächste innere Kante (40) wenigstens teilweise innerhalb eines zur Achse (4) konzentrischen Zylinders liegt, dessen Durchmesser dem Durchmesser der Einlassöffnung (27) entspricht.

Teilesatz nach Anspruch 10 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass bei wenigstens einem Lüfterrad (2"') die achsnächste innere Kante (40') außerhalb eines zur Achse (4) konzentrischen Zylinders liegt, dessen Durchmesser dem Durchmesser der Einlassöffnung (27) entspricht.

Teilesatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lüfterrad (2, 2', 2", ...) am Grundgehäuseteil (1) gelagert ist.

Teilesatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einbauraum für einen Motor (9) am Grundgehäuseteil (1 ) vorgesehen ist.

Verfahren zum Fertigen eines Radiallüfters mit den Schritten Bereitstellen eines Teilesatzes nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

Auswählen eines der Lüfterräder (2, 2',

2", ...) des Teilesatzes; und

Zusammenfügen des ausgewählten Lüfterrads mit dem Grundgehäuseteil (1 ) und dem komplementären Gehäuseteil

(3).