DE102009002418A1 - Lüfterrad für ein Gebläsemodul - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung geht aus von einem Lüfterrad (6) für ein Gebläsemodul (2), mit einer Nabe (5) und einem Radiallüfterkranz (8), der aus einer Vielzahl von Lüfterschaufeln (12) aufgebaut ist, sowie mit Mitteln zur Beseitigung von Unwuchten des Lüfterrads (6). Es wird vorgeschlagen, dass am radialen Ende der Lüfterschaufeln (12) Ausgleichsgewichte (18) befestigbar sind.
Description
- Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Lüfterrad für ein Gebläsemodul gemäß den Merkmalen der Oberbegriffe der Ansprüche 1 und 6.
- Stand der Technik
- Derartige Gebläsemodule sind aus verschiedensten industriellen Anwendungen bekannt, beispielsweise werden sie zur Belüftung von verschiedenen technischen Geräten oder zur Führung des Luftstroms beim Einsatz in Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen eingesetzt.
- In vielen Anwendungen, bspw. beim Einsatz in Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen werden die Lüfter der Gebläsemodule nach der Montage gewuchtet. Üblicherweise wird dabei ein additiver bzw. positiver Wuchtausgleich durchgeführt, bei dem Ausgleichsgewichte, z. B. in Form von (Wucht-)Klammern am Lüfterrad angebracht werden. Die Ausgleichsgewichte werden dabei durch Feder- und Reibschluß in der gewählten Position fixiert. Üblicherweise werden die Ausgleichsgewichte ausschließlich auf der dem Lüftermittelpunkt zugewandten (axialen) Innenseite der Lüfterschaufel befestigt, wo sie durch Formschluss gegen die radial wirkenden Fliehkräfte gesichert sind.
- Nachteilig dabei ist u. a., dass der Lüfter so gestaltet werden muss, dass an der Innenseite der Lüfterschaufel ein Kante vorgehalten ist, an der die Ausgleichsgewichte befestigt werden können. Darüber hinaus muß diese Befestigungskante auch nach der Montage des Lüfters auf dem Motor frei zugänglich sein. Diese Voraussetzungen sind in vielen Fällen nicht gegeben. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass bei einer derartigen Befestigung beim Momenten- bzw. beim dynamischen Ausgleich die Güte des Ausgleichs davon abhängig ist, dass die Messebene und die Ausgleichsebene im richtigen Verhältnis zueinander stehen. Der Bediener bzw. Monteur kann die Ausgleichsgewichte jedoch in axialer Richtung in einer beliebigen Höhe bzw. beliebigen Ebene montieren, wodurch die realisierte Wuchtgüte vom Geschick des Monteurs abhängig ist.
- Offenbarung der Erfindung
- Aufgabe der Erfindung ist es, Lüfterrad und/oder die Ausgleichsgewichte so auszubilden, dass eine dauerhafte, von außen leicht zugängliche Befestigung der Ausgleichsgewichte sichergestellt ist und gleichzeitig eine hohe Güte des Ausgleichs gewährleistet ist.
- Die Lösung der Aufgabe erfolgt dabei durch die im Anspruch 1 und 6 angegebenen Merkmale.
- Es wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Ausgleichsgewichte am Ende der radial ausgerichteten Lüfterschaufeln anzuordnen. Die bzw. das Ausgleichsgewicht ist damit am maximalen Lüfterdurchmesser positioniert, so dass der Abstand des Ausgleichsgewichts von der Dreh- bzw. Mittelachse des Lüfterrads weiter entfernt angeordnet ist. Damit kann das Gewicht der Ausgleichselemente kleiner gewählt werden. Diese Positionierung ermöglicht weiterhin, dass der Bereich, in dem die Ausgleichsgewichte zum Wuchtausgleich angebracht werden müssen, auch noch nach der Montage des Lüfters noch sehr leicht zugänglich ist. Die Handhabung für den Bediener ist einfacher und das Risiko, dass das Ausgleichsgewicht während der Montage versehentlich in das Gebläsemodul gelangt und dort Folgefehler verursacht, geringer.
- In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen des erfindungsgemäßen Lüfterrads aufgeführt.
- Die Ausgleichsgewichte sind auf vorteilhafte Art und Weise als (Wucht-)Klammern ausgebildet und form- und/oder kraftschlüssig an den Enden der Lüfterschaufeln befestigt. Die (Wucht-)Klammern bestehen dabei üblicherweise aus Stahl. Verwendbar sind bei dieser Ausgleichsmethode jedoch prinzipiell auch andere Feder-Werkstoffe, die eine möglichst hohe Dichte aufweisen sollten, damit das Volumen entsprechend klein gehalten werden kann.
- Die (Wucht-)Klammern unterscheiden sich in ihrer Größe, um dem Bediener eine Auswahl von unterschiedlichen Ausgleichsmassen zur Verfügung stellen zu können. Desweiteren sind unterschiedliche Formen einsetzbar. Einerseits ist die (Wucht-)Klammer der Form der Lüfterschaufel angepasst, andererseits ist man bestrebt, durch eine geeignete Gestaltung der (Wucht-)Klammer den Form- oder Reibschluss zu verbessern.
- Auf der Innen- und Außenseite der radial ausgerichteten Lüfterschaufeln sind Nuten vorgesehen, in die die (Wucht-)Klammern mit ihren Klemmkanten formschlüssig eingreifen. Durch diese Nuten wird auf vorteilhafte Art und Weise erreicht, dass die (Wucht-)Klammern gegen axiales Abschleudern zusätzlich zum Reibschluß auch durch entsprechenden Formschluß gesichert sind. Desweiteren sorgen, die Nuten für eine immer gleiche axiale Positionierung der (Wucht-)Klammern, was eine gleichmäßige Güte des Momentenausgleichs unterstützt, da die Ausgleichsebene eindeutig definiert ist.
- Die radial ausgerichteten Lüfterschaufeln bilden einen Lüfterkranz, der abwechselnd aus kurzen und langen Lüfterschaufeln aufgebaut ist, wobei die (Wucht-)Klammern, bzw. die Nuten für die (Wucht-)Klammern am radialen Ende der Lüfterschaufeln angeordnet bzw. eingebracht sind. Die Wuchtklammern sind vorzugsweise an den langen Lüfterschaufeln angeordnet, da sie steifer als die kurzen Lüfterschaufeln ausgebildet sind und somit weniger zu Schwingungen angeregt werden.
- Das Lüfterrad wird vorzugsweise im Spritzgussverfahren hergestellt, wobei sich die Nuten auf vorteilhafte Art und Weise im Spritzwerkzeug ohne Mehraufwand entformen lassen.
- Das Lüfterrad ist Bestandteil eines Gebläsemoduls, welches mit einer aus einem Elektromotor bestehenden Antriebseinheit verbunden ist. Das Lüfterrad ist dabei mit einer Antriebswelle des Elektromotors drehfest verbunden.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung näher erläutert.
- Es zeigen:
-
1 eine erste Perspektivansicht eines Gebläsemoduls, -
2 eine zweite (Teil-)Ansicht des Gebläsemoduls, -
3 eine erste Perspektivansicht eines Lüfterrads, -
4 eine zweite Perspektivansicht des Lüfterrads, -
5 einen vergrößerten Teilausschnitt des Lüfterrads mit einem an einer Lüfterschaufel befestigten Ausgleichselement und -
6 eine vergrößerte Darstellung des an einer Lüfterschaufel befestigten Ausgleichsgewichts. - Das in
1 dargestellte Gebläsemodul2 besteht aus einem Grundgehäuse4 , an dem ein Lüfterrad6 auf einer Antriebswelle7 drehbar gelagert ist. Das Lüfterrad6 ist wiederum mit seiner Nabe5 an der Antriebswelle7 befestigt. Das (Radial-)Lüfterrad6 weist an seiner Außenstirnseite einen Axiallüfterkranz8 auf, der aus gekrümmt verlaufenden Lüfterschaufeln9 aufgebaut ist. Das (Radial-)Lüfterrad6 weist weiterhin einen Radiallüfterkranz10 auf, der ebenfalls aus gekrümmt verlaufenden Lüfterschaufeln, im folgenden als radiale Lüfterschaufeln12 bezeichnet, aufgebaut ist. Wie aus4 ersichtlich, weist der Radiallüfterkranz10 zwei verschiedene Arten von Lüfterschaufeln12 auf. Eine erste Gruppe besteht aus langen, bis an die Nabe5 heran führenden Lüfterschaufeln, im folgenden als lange Lüfterschaufeln14 bezeichnet, während eine zweite Gruppe aus kurzen Lüfterschaufeln16 besteht, die vom Außendurchmesser des Radiallüfterkranzes10 gesehen, sich nur abschnittsweise in Richtung Drehachse erstrecken. Beide Gruppen von Lüfterschaufeln14 ,16 sind dabei wechselweise am (Radial-)Lüfterrad6 angeformt. Die Funktionsweise eines derartigen Radialgebläses ist bekannt und wird daher nicht näher erläutert. Wesentlich dabei ist, dass die Luft über den Axiallüfterkranz8 angesaugt, um 90° umgelenkt, verdichtet und dann über den Radiallüfterkranz10 ausgeblasen wird. - Zum Ausgleich von dynamischen Unwuchten des (Radial-)Lüfterrads
6 wird nach der Montage des Gebläsemoduls2 im Bedarfsfall an einem äußeren radialen Enden einer langen Lüfterschaufel14 ein als Ausgleichsgewicht dienendes Klammerelement, im folgenden als Wuchtklammer18 bezeichnet, aufgesteckt bzw. befestigt. - Zur Sicherstellung einer dauerhaften Befestigung sind an der Innen- und Außenseite der langen Lüfterschaufeln
14 parallel zur Drehachse des Lüfterrads6 verlaufende Nuten20 und22 eingebracht, in die – wie beispielsweise aus6 ersichtlich – die Klemmkanten der Wuchtklammer18 formschlüssig eingreifen kann. Damit ist sichergestellt, dass trotz hoher Gebläsedrehzahlen die Wuchtklammer18 sicher an der Lüfterschaufel14 befestigt ist. Die Länge der Nuten20 ,22 stimmt dabei im wesentlichen mit der Breite der Wuchtklammern18 überein, so dass ein seitliches Verrutschen der Wuchtklammern18 verhindert wird. - Das Auswuchten findet wie folgt statt. Das Gebläsemodul
2 wird im fertig montierten Zustand in eine Messeinrichtung eingespannt. Der Rotor, d. h. der Anker des Motors und das Lüfterrad6 wird durch Einschalten des Motors in Rotation versetzt. Mit geeigneten Messfühlern werden die dynamischen Kräfte in den vorgegebenen Messebenen aufgenommen und die jeweilige Unwucht dem Bediener nach Betrag und Winkel angezeigt. Die Messeinrichtung errechnet hieraus die erforderliche Ausgleichmasse und den Ausgleichwinkel und zeigt dies dem Bediener entsprechend an. Der Bediener bringt entsprechend der Anzeige (incl. seiner Erfahrungen) die Wuchtklammern18 an der entsprechenden Lüfterschaufel14 an und startet anschließend eine Kontrollmessung. Das Gebläsemodul2 wird dabei in zwei möglichst weit auseinander liegenden Ebenen ausgewuchtet. Nur so ist sichergestellt, dass einerseits das statische Gleichgewicht als auch der Momentenausgleich verbessert wird, wobei die zweite Ebene bei diesem Lüfter in dem Bereich liegt, der in1 mit dem Bezugszeichen9 gekennzeichnet ist. - Die Anzahl der erforderlichen Wuchtklammern
18 hängt vom Betrag und Winkellage der gemessenen Unwucht ab. Idealerweise gelingt der Wuchtausgleich bereits mit maximal zwei Wuchtklammern, d. h. eine Wuchtklammer pro Ebene. In der Praxis können durchaus zwei oder drei Wuchtklammern an unterschiedlichen Positionen je Ebene gesetzt werden, um ein ausreichendes Ergebnis zu erzielen. - Je Lüfterschaufel
14 sollte aber maximal nur eine Wuchtklammer18 befestigt werden. Deshalb ist – wie in6 dargestellt – die Länge der Nut20 ,22 entsprechend auf die Breite der Wuchtklammer18 abgestimmt. - Die zuvor beschriebene Befestigung der Ausgleichsgewichte ist weder auf die Anzahl noch die Form der Lüfterschaufeln eingeschränkt. So ist die erfindungsgemäße Befestigung der Ausgleichsgewichte auch bei anderen Lüfterradtypen einsetzbar, beispielsweise bei solchen, die nur eine Gruppe von Lüfterschaufeln aufweisen.
Claims (6)
- Lüfterrad (
6 ) für ein Gebläsemodul (2 ), mit einer Nabe (5 ) und einem Radiallüfterkranz (8 ), der aus einer Vielzahl von Lüfterschaufeln (12 ) aufgebaut ist, sowie mit Mitteln zur Beseitigung von Unwuchten des Lüfterrads (6 ), dadurch gekennzeichnet, dass am radialen Ende der Lüfterschaufeln (12 ) Ausgleichsgewichte (18 ) angeordnet sind. - Lüfterrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsgewichte als Klammerelemente (
18 ) ausgebildet sind, die auf die Enden der Lüfterschaufeln (12 ) kraft- und/oder formschlüssig aufsteckbar sind. - Lüfterrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Innen- und Außenseite der Lüfterschaufeln (
12 ) Nuten (20 ,22 ) vorgesehen sind, in die die Klammerelemente (18 ) mit ihren Klemmkanten formschlüssig eingreifen. - Lüfterrad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Radiallüfterkranz (
10 ) aus kurzen und langen Lüfterschaufeln (14 ,16 ) besteht, wobei die Nuten (20 ,22 ) am Ende der langen Lüfterschaufeln (14 ) ausgebildet sind. - Lüfterrad nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Lüfterrad (
6 ) im Spritzgussverfahren herstellbar ist, wobei sich die Nuten (20 ,22 ) im Spritzwerkzeug ohne Mehraufwand entformen lassen. - Gebläsemodul mit einer Antriebseinheit bestehend aus einem Elektromotor, auf dessen Antriebswelle ein Lüfterrad (
6 ) drehfest angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Lüfterrad (6 ) Merkmale gemäß eines der Ansprüche 1 bis 5 aufweist.
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