[0001] Die Erfindung betrifft ein Laufrad, insbesondere für einen Axialventilator, mit einem
Radkörper, der aus mehreren, insbesondere radial nach außen ragenden, Schaufeln sowie
mit einer die Schaufeln tragenden, im Wesentlichen rohrförmigen, zur Befestigung auf
ein rotierendes Teil, wie einen Rotor, aufpressbaren Nabe besteht, wobei in der Nabe
innenseitig eine im Wesentlichen zylindrische Ronde angeordnet ist.
[0002] Axialventilatorräder, die jeweils einen Radkörper aufweisen, der aus mehreren nach
außen ragenden Schaufeln und einer die Schaufeln tragenden, an dem Rotor eines Außenläufermotors
befestigbaren Nabe besteht, sind allgemein bekannt.
[0003] Aus dem Fertigungsprogramm der Anmelderin sind des Weiteren Axialventilatorräder
der eingangs genannten Art bekannt, bei denen die Nabe jeweils rohrförmig ausgebildet
ist und zur Befestigung auf den Rotor aufpressbar ist, wobei in der Nabe innenseitig
eine mit Kunststoff umspritzte, im Wesentlichen zylindrische, metallische Ronde angeordnet
ist, die den Rotor des Außenläufermotors im montierten Zustand umfangsgemäß umschließt.
Die zylindrisch geformte Stahlronde der bekannten Kunststoffräder wird beim Aufpressvorgang
aufgeweitet. Da die Kunststoffnabe vollflächig an der Stahlronde anliegt, wird deren
Aufweitung an die Nabe weitergeleitet, so dass es in der Nabe nachteiligerweise zu
hohen mechanischen Spannungen kommen kann, die in einzelnen Fällen sogar einen Radbruch
bewirken können. Weitere Nachteile bestehen auch darin, dass ein Ablaufen von Kondenswasser,
welches sich bei Taupunktunterschreitungen in der Nabe bilden kann, nicht möglich
ist, und dass die Kunststoffnabe die Wärmeabgabe über die Rotoroberfläche behindert.
[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit geringem fertigungstechnischen Aufwand
ein Laufrad der eingangs beschriebenen Art mit höherer mechanischer Stabilität zu
schaffen, insbesondere ein Laufrad, das es gestattet, mechanischen Spannungen in der
Nabe, welche infolge eines Aufpressvorgangs auf eine Rotorwelle entstehen, zu verringern.
[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Ronde alternierend angeordnete
erste und zweite Abschnitte umfasst, wobei die ersten Abschnitte jeweils einen größeren
Innendurchmesser als die Innendurchmesser der zweiten Abschnitte aufweisen.
[0006] Es wird somit erfindungsgemäß eine segmentierte metallische Ronde, insbesondere Stahlronde,
verwendet, wobei unter "segmentiert" verstanden wird, dass der zylindrische Teil der
Ronde in die genannten Abschnitte mit unterschiedlichen Innendurchmessern unterteilt
ist. Die Abschnitte mit kleinerem Durchmesser werden beim Aufpressvorgang aufgeweitet,
während die Abschnitte mit großem Segmentdurchmesser ihre radiale Position beim Aufpressvorgang
nicht oder nur geringfügig verändern, jedoch vorteilhafterweise eine Senkung des mittleren
Niveaus der mechanischen Spannungswerte bewirken.
[0007] Während im Bereich der größeren Durchmesser, wo nur eine geringfügige Verformung
auftritt, in bevorzugter Ausführung der Erfindung die Nabe im Sinne einer hohen mechanischen
Stabilität über Stege an die Ronde angebunden sein kann, kann eine Kunststoffumspritzung
der Ronde so gestaltet sein, dass insbesondere im Bereich der kleinen Durchmesser
in der Nabe Taschen eingebracht sind. So wird eine beim Aufpressen eintretende Verformung
der Ronde nicht an die Nabe weitergeleitet.
[0008] Die Taschen in der Nabe können dabei auch mit Vorteil in axialer Richtung durchgehend
ausgeführt sein, so dass zwischen Saug- und Druckseite des Lüfters eine Verbindung
hergestellt ist. Dadurch erzielt man noch zwei weitere Vorteile - nämlich, dass ein
Ablaufen von sich eventuell bildendem Kondenswasser ermöglicht wird und dass eine
sich zwischen Saug- und Druckseite durch die Taschen einstellende Luftströmung die
Kühlung des Rotors verbessert.
[0009] Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der
nachfolgenden Beschreibung enthalten. Anhand eines in den beiliegenden Zeichnungsfiguren
dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Laufrades,
- Fig. 2
- eine perspektivische Darstellung des in Fig. 1 dargestellten erfindungsgemäßen Laufrades,
jedoch axial geschnitten,
- Fig.3
- eine Fig. 2 entsprechende Schnittdarstellung jedoch in einer perspektivischen Darstellung
"von unten", d.h. in einer gegenüber Fig. 2 um 180° gedrehten Ansicht,
- Fig. 4
- eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts aus Fig. 3,
- Fig. 5
- eine Draufsicht auf das in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Laufrad im montierten
Zustand,
- Fig. 6
- eine axial geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Laufrades im montierten
Zustand,
- Fig. 7 und 8
- vergrößerte Darstellungen der in Fig. 6 mit VII und VIII bezeichneten Details des
erfindungsgemäßen Laufrades,
- Fig. 9
- eine perspektivische Darstellung einer Ronde eines erfindungsgemäßen Laufrades,
- Fig. 10
- eine perspektivische Darstellung der in Fig. 9 dargestellten erfindungsgemäß eingesetzten
Ronde, jedoch teilgeschnitten.
[0010] In den Figuren der Zeichnung sind dieselben Teile auch stets mit denselben Bezugszeichen
versehen, so dass sie in der Regel auch jeweils nur einmal beschrieben werden.
[0011] Wie zunächst Fig. 1 und 2 zeigen, besitzt ein erfindungsgemäßes Laufrad einen Radkörper
1, der mehrere, insbesondere radial nach außen ragende, Schaufeln 2 sowie eine die
Schaufeln 2 tragende, im Wesentlichen rohrförmige Nabe 3 umfasst. In der Nabe 3 ist
innenseitig eine mit einer Kunststoffumspritzung 4 umgebene, im Wesentlichen zylindrische,
metallische Ronde 5 angeordnet, die in Fig. 9 und 10 als Einzelteil dargestellt ist.
Der Radkörper 1 ist, wie Fig. 5 sowie Fig. 6 bis 8 veranschaulichen, auf einem Rotor
6 eines Motors befestigbar und bildet einen Axiaventilator, indem die Nabe 3 auf den
Rotor 6 des Motors aufgepresst wird. Die metallische Ronde 5 wird dabei durch die
sie umgebende Kunststoffumspritzung 4 befestigend in der Nabe 3 gehalten.
[0012] Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Ronde 5 alternierend angeordnete erste und
zweite Abschnitte 5a, 5b umfasst, wobei die ersten Abschnitte 5a jeweils einen größeren
Innendurchmesser DA als die Innendurchmesser DB der zweiten Abschnitte 5b aufweisen.
Zwischen den ersten Abschnitten 5a und den zweiten Abschnitten 5b sind jeweils Übergangsabschnitte
5c angeordnet, in denen der größere Innendurchmesser DA in den kleineren Innendurchmesser
DB übergeht. Durch diese Segmentierung der Ronde 5, die insbesondere in Fig. 9 und
10, die die Ronde 5 als Einzelteil zeigen, besonders deutlich zu sehen ist, wird nach
dem Aufpressen auf den Rotor 6 des Motors eine Verringerung bzw. gleichmäßigere Verteilung
der mechanischen Spannungen in der Nabe 3 erreicht, die zu einer erhöhten mechanischen
Stabilität führen. Die Übergangsabschnitte 5c verhindern dabei sprunghafte Änderungen
der mechanischen Spannungen in der Ronde 5.
[0013] Fig. 3 - und in vergrößerter Darstellung Fig. 4 - zeigen, dass die Ronde 5, insbesondere
im Bereich der Abschnitte 5a mit den größeren Innendurchmessern DA, über Stege 7,
vorzugsweise über parallel zu einer Längsachse X-X (nur in Fig. 6 und 9 dargestellt)
verlaufende Stege 7, an die Nabe 3 angebunden sein kann. Die Ronde 5, kann dazu entsprechend,
insbesondere im Bereich der Abschnitte 5a mit den größeren Innendurchmessern DA, über
ihren ringförmigen Umfang verteilt radial nach außen abstehende Lappen 8 aufweisen.
Die Ausführung dieser Lappen 8 an der Ronde 5 veranschaulichen insbesondere Fig. 9
und 10, während Fig. 3, deutlicher Fig. 4, sowie im Schnitt Fig. 6 und deutlicher
Fig. 7 zeigen, wie die Lappen 8 bevorzugt mit der Nabe 3 verbunden sein können - nämlich,
dass die Lappen 8 der Ronde 5 form- und stoffschlüssig in die Kunststoffumspritzung
4 eingebettet sind. Die Einbettung befindet sich dabei mit Vorteil im Sinne einer
hohen Stabilität im Bereich der Stege 7, die einstückig mit der Nabe 3 ausgebildet
sind.
[0014] Die Stege 7 können dabei bevorzugt - wie dargestellt - jeweils aus einem ersten Stegabschnitt
7a und aus einem zweiten Stegabschnitt 7b bestehen, wobei Letzterer sich im Bereich
der Kunststoffumspritzung 4 befindet bzw. insbesondere einen Bestandteil der Kunststoffumspritzung
4 bildet, welche die Ronde 5 entlang ihrer gesamten äußeren Mantelfläche manschettenartig
umfaßt. Der erste Stegabschnitt 7a befindet sich dabei jeweils in einem Bereich der
Nabe 3, in dem diese gegenüber der Mantelfläche der Ronde 5 radial nach außen zurückspringt,
was durch den mit dem Bezugszeichen S in Fig. 8 bezeichneten Abstand angedeutet ist.
Wie Fig. 7 zeigt, bilden die Lappen 8 dabei jeweils bevorzugt die Grenze zwischen
dem ersten Stegabschnitt 7a und dem zweiten Stegabschnitt 7b. Der erste Stegabschnitt
7a vergrößert die Anbindungsfläche an der Nabe und bewirkt somit eine erhöhte Stabilität.
[0015] Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass in die Nabe 3 Taschen 9, vorzugsweise
mit langlochartigem Grundriss, eingebracht sein können, die insbesondere im Bereich
der kleinen Durchmesser DB der Ronde 5 umfangsgemäß in der Kunststoffumspritzung 4
angeordnet sind. Eine beim Aufpressen eintretende Verformung der Ronde 5 wird durch
eine Verformung der an der Ronde anliegenden, nicht näher bezeichneten Taschenwände
aufgenommen und nicht an den übrigen Körper der Nabe 3 weitergeleitet.
[0016] Nahezu sämtliche Figuren der Zeichnung (außer Fig. 7, 9 und 10) zeigen jedoch, dass
sich die Taschen 9 auch im Bereich der großen Durchmesser DA der Ronde 5 in der Kunststoffumspritzung
4 erstrecken können. Die umfangsgemäß zwischen den Taschen 9 liegenden Wände werden
dabei jedoch bevorzugt durch die im Bereich der großen Durchmesser DA in der Kunststoffumspritzung
4 liegenden, vorstehend beschriebenen zweiten Stegabschnitte 7b gebildet, die dafür
sorgen, daß die Flächenpressung zwischen Kunststoffumspritzung 4 und Ronde 5 in jedem
Fall ausreichend hoch ist und durch die Verformung der Taschen 9 keine Delamination
der Kunststoffumspritzung 4 von der Ronde 5 eintritt.
[0017] Es kann bevorzugt vorgesehen sein, dass die Taschen 9 in der Nabe 3 in axialer Richtung
durchgehend ausgeführt sind. Durch die dadurch entstehenden Durchbrüche im Nabenbereich
werden - wie bereits erwähnt - vorteilhafterweise ein Umströmen des Rotors 6 mit Kühlluft
und ein Ablaufen von sich bei Taupunktunterschreitung bildendem Kondenswasser möglich.
Insofern wird dem Vorhandensein bzw. der beschriebenen Ausbildung der Taschen 9 eine
eigenständige erfinderische Bedeutung beigemessen.
[0018] Wie bereits aus den vorstehenden Ausführungen hervorgeht, ist die vorliegende Erfindung
nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst alle
im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Mittel und Maßnahmen. So ist beispielsweise
die erfindungsgemäß vorgesehene Rondensegmentierung nicht an einen bestimmten Motortyp,
wie einen Außenläufer, oder eine bestimmte Ausführung der an der Nabe 3 befindlichen
Schaufeln 2 gebunden. Des Weiteren fällt es auch in den Rahmen der Erfindung, wenn
die Ronde 5 nicht, wie beschrieben, über die Lappen 8 vorzugsweise stoffschlüssig,
sondern beispielsweise kraft- und/oder formschlüssig in der Nabe 3 befestigt ist,
d.h., wenn z.B. keine Umspritzung 4 der Ronde 5, sondern eine Verrastung vorgesehen
wird.
[0019] Ferner ist die Erfindung nicht auf die im Anspruch 1 definierte Merkmalskombination
beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten
Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmale definiert sein. Dies bedeutet,
dass grundsätzlich praktisch jedes Einzelmerkmal des Anspruchs 1 weggelassen bzw.
durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt
werden kann. Insofern ist die Anspruchsfassung lediglich als ein erster Formulierungsversuch
für eine Erfindung zu verstehen.
Bezugszeichen
[0020]
- 1
- Radkörper
- 2
- Schaufel von 1
- 3
- Nabe von 1
- 4
- Kunststoffumspritzung von 3
- 5
- Ronde
- 5a
- erster Abschnitt von 5 mit Durchmesser DA
- 5b
- zweiter Abschnitt von 5 mit Durchmesser DB
- 6
- Rotor (Axialventilator-Motor)
- 7
- Steg von 3
- 7a
- erster Stegabschnitt von 7
- 7b
- zweiter Stegabschnitt von 7
- 8
- Lappen von 5
- 9
- Tasche in 3 bzw. 4
- DA
- Durchmesser von 5a
- DB
- Durchmesser von 5b
- X-X
- Längsachse von 1
1. Laufrad, insbesondere für einen Axialventilator, mit einem Radkörper (1), der aus
mehreren, insbesondere radial nach außen ragenden, Schaufeln (2) sowie mit einer die
Schaufeln (2) tragenden, im Wesentlichen rohrförmigen, zur Befestigung auf ein rotierendes
Teil, wie einen Rotor (6), aufpressbaren Nabe (3) besteht, wobei in der Nabe (3) innenseitig
eine im Wesentlichen zylindrische Ronde (5) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet , dass die Ronde (5) alternierend angeordnete erste und zweite Abschnitte (5a, 5b) umfasst,
wobei die ersten Abschnitte (5a) jeweils einen größeren Innendurchmesser (DA) als
die Innendurchmesser (DB) der zweiten Abschnitte (5b) aufweisen.
2. Laufrad nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet , dass die - inbesondere metallische - Ronde (5) von einer Kunststoffumspritzung (4) umgeben
ist.
3. Laufrad nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet , dass zwischen den ersten Abschnitten (5a) und den zweiten Abschnitten (5b) Übergangsabschnitte
(5c) angeordnet sind, in denen der größere Innendurchmesser (DA) in den kleineren
Innendurchmesser (DB) übergeht.
4. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet , dass die Ronde (5), insbesondere im Bereich der Abschnitte (5a) mit den größeren Innendurchmessern
(DA), über Stege (7), vorzugsweise über parallel zu einer Längsachse (X-X) des Radkörpers
(1) verlaufende, einstückig mit der Nabe (3) ausgebildete Stege (7), an die Nabe (3)
angebunden ist.
5. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet , dass die Ronde (5), insbesondere im Bereich der Abschnitte (5a) mit den größeren Innendurchmessern
(DA), radial nach außen abstehende Lappen (8) aufweist.
6. Laufrad nach Anspruch 2 und 5,
dadurch gekennzeichnet , dass die Lappen (8) der Ronde (5) form- und stoffschlüssig, insbesondere im Bereich der
Stege (7), in die Kunststoffumspritzung (4) eingebettet sind.
7. Laufrad, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass in die Nabe (3) Taschen (9) eingebracht sind, die insbesondere im Bereich der kleineren
Durchmesser (DB) der Ronde (5) in der Kunststoffumspritzung (4) angeordnet sind.
8. Laufrad nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass die Taschen (9) in der Nabe (3) in axialer Richtung (X-X) durchgehend ausgeführt
sind.
9. Laufrad nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet , dass die Taschen (9) im Grundriss langlochartig ausgeführt und insbesondere durch einen
Stegabschnitt (7b) der die Ronde (5) an der Nabe anbindenden Stege (7) umfangsgemäß
voneinander getrennt sind.