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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gebläserad. Das Gebläserad ist beispielsweise Teil einer Brennereinheit einer Heizung.
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Ein Radialgebläse ist eine Art eines Gebläses, wie es beispielsweise bei einer Brennereinheit verwendet wird, um die für die Verbrennung erforderliche Luft heranzuführen. Eine solche Brennereinheit ist beispielsweise Teil einer Heizung. Die Besonderheit eines Radialgebläses besteht darin, dass die Luft axial angesaugt und dann durch Schaufeln um 90° umgelenkt wird. Die Luft wird also radial ausgestoßen. Für die Erzeugung der Umlenkung und die Luftführung ist vor allem die Ausgestaltung des Gebläserads wichtig.
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Gebläseräder bestehen in der Regel aus einem spritzgegossenen Kunststoff und sind vorzugsweise einteilig ausgeführt.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Radialgebläserad vorzuschlagen, das sich möglichst gut herstellen lässt.
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Die Erfindung löst die Aufgabe durch ein Radialgebläserad mit einer Bodenscheibe, mit einer Deckscheibe, mit einer Längsachse, mit mehreren Hauptschaufeln, mit mehreren Nebenschaufeln, mit einem Umfassungsrand, und mit einer Nabe, wobei mittig in der Bodenscheibe die Nabe angeordnet ist, wobei die Deckscheibe eine Decköffnung umgibt, wobei die Hauptschaufeln und die Nebenschaufeln axial entlang der Längsachse zwischen der Bodenscheibe und der Deckscheibe angeordnet sind, wobei sich zwischen jeweils zwei Hauptschaufeln jeweils mindestens eine Nebenschaufel befindet, wobei die Hauptschaufeln radial innen liegende Anfangsbereiche und radial außen liegende Endbereiche aufweisen, wobei die Anfangsbereiche der Hauptschaufeln radial innerhalb einer Projektion der Decköffnung liegen, wobei die Endbereiche der Hauptschaufeln auf den Umfassungsrand münden, wobei die Nebenschaufeln radial innen liegende Anfangsbereiche und radial au-ßen liegende Endbereiche aufweisen, wobei die Anfangsbereiche der Nebenschaufeln radial innerhalb einer Projektion der Deckscheibe liegen, wobei die Endbereiche der Nebenschaufeln auf den Umfassungsrand münden, wobei die Nebenschaufeln eine geringere radiale Erstreckung als die Hauptschaufeln aufweisen, wobei die Hauptschaufeln und die Nebenschaufeln sowohl mit der Bodenscheibe als auch mit der Deckscheibe kontaktiert sind, und wobei die Hauptschaufeln und die Nebenschaufeln in radialer Richtung gegenüber einem von der Längsachse ausgehenden strahlförmigen Verlauf geneigt sind.
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Die Erfindung bezieht sich somit auf ein Radialgebläserad, welches Teil eines Radialgebläses ist und welches durch das Rad geförderte Luft um 90° umlenkt. Vorzugsweise handelt es sich um ein einteiliges Radialgebläserad, welches aus Kunststoff erzeugt worden ist.
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Das erfindungsgemäße Rad des Radialgebläses verfügt über eine Bodenscheibe und eine Deckenscheibe, zwischen denen sich mehrere Hauptschaufeln und Nebenschaufeln befinden. Eine Nabe befindet sich mittig in der Bodenscheibe. Die Bodenscheibe ist beispielsweise der Komponente des Gebläses zugewandt, die das Rad in Rotation versetzt. Für die mechanische Verbindung z. B. mit einem Antriebsmotor verfügt die Nabe in einer Ausgestaltung über eine Mittenaussparung, durch die ein entsprechender Stift geführt sein kann. Das Gebläserad wird dabei um die Längsachse herum in Rotation versetzt. Die Deckscheibe verfügt über eine Decköffnung, die vorzugsweise kreisförmig ausgestaltet ist. Somit hat die Deckscheibe eine Ringform und reicht radial nicht bis zur Längsachse. Die Hauptschaufeln und die Nebenschaufeln erstrecken sich radial von innen - also von der Längsachse ausgehend - nach außen. Dabei unterscheiden sie sich jedoch von einem strahlförmigen Verlauf, indem sie verdreht oder gekippt sind. Sie sind insbesondere nicht senkrecht auf der Bodenscheibe angeordnet, sondern sind verkippt. Die Hauptschaufeln unterscheiden sich dabei darin von den Nebenschaufeln, dass sie länger sind. Da die Hauptschaufeln und die Nebenschaufeln jeweils auf einen Umfassungsrand münden, also radial eine gemeinsame Endfläche haben, erstrecken sich somit die Hauptschaufeln radial weiter nach innen als die Nebenschaufeln. Damit geht insbesondere einher, dass die radial inneren Anfangsbereiche der Hauptschaufeln unterhalb der Decköffnung der Deckscheibe und die radial inneren Anfangsbereiche der Nebenschaufeln unterhalb der Deckscheibe liegen. Mit anderen Worten: Die Anfangsbereiche der Hauptschaufeln liegen radial innerhalb einer Projektion der Decköffnung und die Anfangsbereiche der Nebenschaufeln liegen radial innerhalb einer Projektion der Deckscheibe. Zwischen jeweils zwei Hauptschaufeln liegt jeweils mindestens eine Nebenschaufel. In einer Ausgestaltung wechseln sich Hauptschaufeln und Nebenschaufeln umlaufend miteinander ab.
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Eine Ausgestaltung besteht darin, dass ein Außendurchmesser der Bodenscheibe unterschiedlich zu einem Außendurchmesser der Deckscheibe ist. Dies bedeutet, dass der Umfassungsrand nicht die Form eines Zylindermantels mit kreisförmiger Grundfläche hat, sondern dass der Umfassungsrand konisch zuläuft.
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Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Außendurchmesser der Bodenscheibe und der Deckscheibe derartig sind, dass die Endbereiche der Hauptschaufeln und die Endbereiche der Nebenschaufeln jeweils einen Neigungswinkel zwischen 0° und 5°, vorzugsweise 1°, aufweisen. In dieser Ausgestaltung wird somit spezifiziert, dass der konische Umfassungsrand eine Neigung zwischen 0° und 5°, vorzugsweise von 1° aufweist.
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Eine Ausgestaltung besteht darin, dass ein Außendurchmesser der Deckscheibe zwischen 70 mm und 81 mm beträgt. In einer vorteilhaften Ausgestaltung beträgt der Außendurchmesser zwischen 70 mm und 76 mm oder zwischen 75 mm und 81 mm. In einer Ausgestaltung beträgt der Außendurchmesser 73 mm. In einer zusätzlichen Ausgestaltung beträgt der Außendurchmesser 73,18 mm. In einer alternativen Ausgestaltung beträgt der Außendurchmesser 78 mm.
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Eine Ausgestaltung sieht vor, dass ein Außendurchmesser der Bodenscheibe zwischen 71 mm und 77 mm beträgt. In einer Ausgestaltung beträgt der Außendurchmesser der Bodenscheibe 74 mm.
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Eine alternative Ausgestaltung sieht vor, dass ein Außendurchmesser der Bodenscheibe zwischen 90 mm und 95 mm beträgt. In einer Ausgestaltung beträgt der Außendurchmesser der Bodenscheibe 91 mm.
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Eine Ausgestaltung besteht darin, dass eine Wandstärke der Hauptschaufeln und eine Wandstärke der Nebenschaufeln axial entlang der Längsachse ausgehend von der Bodenscheibe hin zur Deckscheibe abnimmt. Betrachtet man somit die Hauptschaufeln und Nebenschaufeln um Umfassungsrand, so werden sie von der Bodenscheibe zur Deckscheibe hin schmäler.
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Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Radialgebläserad 11 Hauptschaufeln und 11 Nebenschaufeln aufweist. In dieser Ausgestaltung hat das Radialgebläserad somit insgesamt 22 Schaufeln.
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Eine Ausgestaltung besteht darin, dass entlang des Umfassungsrands ein Abstand zwischen einander zugewandten Seiten von jeweils zwei benachbarten Hauptschaufeln mindestens 16 mm beträgt. Das Kreisbogenstück zwischen zwei Hauptschaufeln hat somit mindestens eine Länge von 16 mm. Dies bezieht sich in einer Ausgestaltung auf die Abschnitte der Hauptschaufeln in Nähe der Bodenscheibe. In einer Ausgestaltung beträgt der Abstand mindestens 16,9 mm. In einer weiteren alternativen oder ergänzenden Ausgestaltung beträgt entlang des Umfassungsrands ein Abstand zwischen einander zugewandten Seiten von zwei benachbarten Nebenschaufeln mindestens 17 mm, vorzugsweise 17,3 mm. Zwischen den vorgenannten benachbarten Haupt- bzw. Nebenschaufeln befindet sich gemäß einer Ausgestaltung jeweils eine Neben- bzw. eine Hauptschaufel. In einer weiteren ergänzenden oder alternativen Ausgestaltung beträgt entlang des Umfassungsrands ein Abstand zwischen einander zugewandten Seiten von einer Hauptschaufel und einer benachbarten Nebenschaufel mindestens 6 mm, vorzugsweise 6,7 mm.
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Eine Ausgestaltung sieht vor, dass eine axiale Höhe der Hauptschaufeln von dem Anfangsbereich zum Endbereich abnimmt, und dass eine axiale Höhe der Nebenschaufeln von dem Anfangsbereich zum Endbereich abnimmt. Die Hauptschaufeln befinden sich alle auf der Bodenscheibe. In dieser Ausgestaltung haben sie in ihrem radial inneren Bereich eine grö-ßere axiale Erstreckung als an ihren radialen Außenbereichen, also insbesondere am Umfassungsrand. Mit anderen Worten: Die Hauptschaufeln und die Nebenschaufeln werden von innen nach außen kleiner.
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Eine Ausgestaltung besteht darin, dass die axiale Höhe der Hauptschaufeln am Anfangsbereich zwischen 24,5 mm und 26,5 mm, vorzugweise 25,7 mm, beträgt, dass die axiale Höhe der Hauptschaufeln am Endbereich zwischen 18,5 mm und 20,5 mm, vorzugweise 19,43 mm, beträgt, dass die axiale Höhe der Nebenschaufeln am Anfangsbereich zwischen 20,5 mm und 22,5 mm, vorzugsweise 21,89 mm, beträgt, und dass die axiale Höhe der Nebenschaufeln am Endbereich zwischen 18,5 mm und 20,5 mm, vorzugsweise 19,43 mm, beträgt. In dieser Ausgestaltung werden die Hauptschaufeln und die Nebenschaufeln somit von innen nach außen niedriger, indem ihre axiale Höhe abnimmt.
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Eine alternative Ausgestaltung besteht darin, dass die axiale Höhe der Hauptschaufeln am Anfangsbereich zwischen 10 mm und 17 mm oder zwischen 10 mm und 13 mm beträgt, dass die axiale Höhe der Hauptschaufeln am Endbereich zwischen 9 mm und 10 mm, vorzugweise 9,43 mm, beträgt, dass die axiale Höhe der Nebenschaufeln am Anfangsbereich zwischen 10 mm und 11 mm beträgt, und dass die axiale Höhe der Nebenschaufeln am Endbereich zwischen 9 mm und 10 mm, vorzugsweise 9,43 mm, beträgt. Auch in dieser Ausgestaltung werden die Hauptschaufeln und die Nebenschaufeln von innen nach außen niedriger.
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Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Deckscheibe von radial innen nach außen in der Höhe abfällt. Die Deckscheibe ist somit geneigt, was mit der abnehmenden Höhe von Hauptschaufeln und Nebenschaufeln einhergeht. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass eine Neigung der Deckscheibe zwischen 10° und 17°, vorzugsweise 13,5°, beträgt. Die Neigung ist das Maß, um welches die Deckscheibe von innen nach außen in Richtung der Bodenscheibe geneigt ist.
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Gemäß einer Ausgestaltung beträgt eine Differenz zwischen einem Einlasswinkel der Hauptschaufeln und einem Einlasswinkel der Nebenschaufeln zwischen 10° und 14°. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung beträgt die Differenz zwischen den beiden Einlasswinkeln 12°. Bei Gebläsen gibt es für unterschiedliche Drehzahlen jeweils einen optimalen Einlasswinkel. Der Einlasswinkel beschreibt dabei den Winkel zwischen absoluter Geschwindigkeit und Rotationsgeschwindigkeit. Der Eingangswinkel wird dabei jeweils an den Anfangsbereichen der Hauptschaufeln bzw. Nebenschaufeln eingestellt.
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Eine Ausgestaltung besteht darin, dass ein Einlasswinkel der Hauptschaufeln zwischen 30° und 40°, vorzugsweise 35°, beträgt. Alternativ oder ergänzend ist vorgesehen, dass ein Einlasswinkel der Nebenschaufeln zwischen 42° und 52°, vorzugsweise 47°, beträgt.
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Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Hauptschaufeln und die Nebenschaufeln jeweils einen Entformungswinkel zwischen 1,5° und 3° aufweisen. In dieser Ausgestaltung ist das Radialgebläserad ein Kunststoffspritzteil, das in einer Form erzeugt worden ist. Damit das Gebläserad aus dem Formwerkzeug entnommen werden kann, muss es in der Regel einen Entformungswinkel aufweisen, durch den also das erzeugte Rad aus dem Formwerkzeug entnommen werden kann. Dieser Entformungswinkel beträgt hier zwischen 1,5° und 3°.
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Eine Ausgestaltung besteht darin, dass ein Innendurchmesser der Decköffnung zwischen 41 mm und 51 mm, vorzugsweise 46 mm, beträgt.
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Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Nabe eine Höhe zwischen 7 mm und 9 mm, vorzugweise 8,3 mm, aufweist. Die Nabe befindet sich auf der Bodenscheibe und bildet somit quasi das Zentrum, um welches sich das Gebläserad dreht.
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Im Einzelnen gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten, das erfindungsgemäße Gebläserad auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf die folgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigen:
- 1 eine transparente Durchsicht durch eine räumliche Darstellung des Gebläserads und
- 2 eine Draufsicht durch eine transparente Darstellung des Gebläserads der 1.
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In der 1 ist eine Variante des erfindungsgemäßen Rads eines Radialgebläses dargestellt. Der Blick geht dabei von der Deckscheibe 2 auf die Bodenscheibe 1. Die Bodenscheibe 1 verfügt über eine Nabe 7 mit einer Bodenöffnung 10. Die Bodenscheibe 1 ist im verbauten Zustand z. B. einem Motor zugewandt, der über die Nabe 7 das Radialgebläserad in Rotation versetzt. Die Deckscheibe 2 ist ringförmig ausgestaltet und umgibt eine Decköffnung 20. Zu erkennen ist hier, dass die Decköffnung von einer Kante umfasst ist. Axial entlang der Längsachse 3 befinden sich zwischen der Bodenscheibe 1 und der Deckscheibe 2 insgesamt 22 Schaufeln, bei denen es sich um 11 Hauptschaufeln 4 und 11 Nebenschaufeln 5 handelt. Die Hauptschaufeln 4 münden mit ihren Endbereichen 41 und die Nebenschaufeln 5 münden mit ihren Endbereichen 51 auf den Umfassungsrand 6, der hier mit einem Winkel von 1° konisch ausgestaltet ist. Über den Umfassungsrand 6 wird die umgelenkte Luft aus dem Rad herausgefördert. Deutlich zu erkennen ist die unterschiedliche radiale Erstreckung der Hauptschaufeln 4 sowie der Nebenschaufeln 5. Die Anfangsbereiche 40 der Hauptschaufeln 4 reichen hinein in den Bereich unterhalb der Decköffnung 20 und die Anfangsbereiche 50 der Nebenschaufeln 5 befinden sich vollständig unterhalb der Deckscheibe 2. Die Nebenschaufeln 5 sind somit vollständig zwischen der Bodenscheibe 1 und der Deckscheibe 2. Im Gegensatz dazu reichen die Hauptschaufeln 4 radial über die Deckscheibe 2 hinaus. Zu erkennen ist weiterhin, dass die Hauptschaufeln 4 und die Nebenschaufeln 5 gegenüber einem rein strahlenförmigen Verlauf verkippt sind. Weiterhin ist - insbesondere anhand der oberen Seiten von Hauptschaufeln 4 und Nebenschaufeln 5 - zu erkennen, dass die Hauptschaufeln 4 und die Nebenschaufeln 5 von innen nach außen eine abnehmende axiale Höhe haben. Damit geht die Neigung der Deckscheibe 2 einher, die sich entspricht von einem radial inneren Bereich zu einem radial äu-ßeren Bereich herabneigt.
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In der Draufsicht der 2 besonders an den Hauptschaufeln 4 der gekrümmte radiale Verlauf zu erkennen. Weiterhin zeigt sich deutlich, dass die Hauptschaufeln 4 eine größere Ausdehnung aufweisen und somit näher an die Mitte des rotationssymmetrischen Rads heranragen. Alle Schaufeln, d. h. die Hauptschaufeln 4 und die Nebenschaufeln 5, starten mit ihren jeweiligen Endbereichen 41, 51 vom Umfassungsrand 6 und nähern sich der Nabe 7 bzw. der Bodenöffnung 10. Die Anfangsbereiche 50 der Nebenschaufeln 5 liegen unterhalb der Deckscheibe 2 und die Anfangsbereiche 40 der Hauptschaufeln 4 ragen hinein in die Decköffnung 20. Der Umfassungsrand 6 deutet an, dass die Deckscheibe 2 und die Bodenscheibe 1 unterschiedliche Außendurchmesser haben, wodurch sich die konische Form des Umfassungsrands 6 ergibt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bodenscheibe
- 2
- Deckscheibe
- 3
- Längsachse
- 4
- Hauptschaufeln
- 5
- Nebenschaufeln
- 6
- Umfassungsrand
- 7
- Nabe
- 10
- Bodenöffnung
- 20
- Decköffnung
- 40
- Anfangsbereich einer Hauptschaufel
- 41
- Endbereich einer Hauptschaufel
- 50
- Anfangsbereich einer Nebenschaufele
- 51
- Endbereich einer Nebenschaufele
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1774180 B1 [0003]
- WO 2006/013067 A1 [0003]
- EP 2058525 B1 [0003]
- DE 4141359 A1 [0003]
