[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lüfterrad für ein Hausgerät, einen Lüfter
mit einem derartigen Lüfterrad sowie ein Hausgerät mit einem solchen Lüfter.
[0002] Hausgeräte weisen häufig einen Lüfter auf, der dazu dienen soll, einen Motor und/oder
eine Elektronik des Hausgeräts zu kühlen. Derartige Lüfter umfassen in der Regel ein
Lüfterrad, das um eine Rotationsachse rotiert und dadurch einen kühlenden Luftstrom
generiert.
[0003] Dabei sind die Lüfterräder häufig an einen Elektromotor des jeweiligen Hausgeräts
gekoppelt, so dass sie in einem schnelleren Betriebsmodus des Hausgeräts schneller
rotieren. Bei herkömmlichen Lüfterrädern kann dadurch eine unnötig hohe Kühlwirkung
bei gleichzeitiger vermehrter Geräuschentwicklung erzeugt werden.
[0004] Aus der
DE102008001556 ist ein Radiallüfter mit einer Lüfternabe mit einer Drehachse bekannt. Eine Mehrzahl
von teileweise nachgiebigen Lüfterschaufeln zum Umlenken eines Luftstroms ist um die
Drehachse angeordnet. Es ist eine Verstelleinrichtung zur drehzahlabhängigen Verstellung
eines Luftstroms an den Lüfterschaufeln vorgesehen.
[0005] Die
DE19909748 befasst sich mit einem Lüfterrotor mit Flügel, die zumindest teilweise flexibel und/oder
beweglich gelagert sind, mit einstellbarer Flexibilität. Die Flügel sind schwenkbar
oder verschiebbar und sind an einem oder beiden Enden angelenkt. Sie sind an radial
inneren oder äußeren Enden über ein Gelenk und/oder Scharnier, insb. Filmscharnier,
verbunden.
[0006] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu
vermeiden und insbesondere eine Technik bereitzustellen, die auf einfache Weise eine
geräuscharme Kühlung eines Hausgerätes in verschiedenen Betriebsmodi ermöglicht.
[0007] Die Aufgabe wird gelöst durch eine Lüfterrad gemäß Anspruch 1, einen Lüfter nach
Anspruch 6 und ein Hausgerät gemäß Anspruch 7. Vorteilhafte Ausführungsbeispiele sind
in den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren offenbart.
[0008] Ein erfindungsgemäßes Lüfterrad dient, wenn es rotierbar in einem zugehörigen Lüfter
gelagert ist, der Kühlung eines Motors und/oder einer Elektronik eines Hausgeräts.
Zum Erzeugen eines kühlenden Luftstroms bei Rotation weist das Lüfterrad eine Mehrzahl
an Flügeln auf, von denen einer oder mehrere jeweils einen Abschnitt aufweist/aufweisen,
der elastisch nach radial außen nachgiebig ausgebildet ist, also in (bzw. ausgehend
von) einem unbelasteten Zustand nach radial außen bewegt werden kann. Die Angabe "radial"
bezieht sich dabei in dieser Schrift (sofern nichts anderes angegeben ist) ebenso
wie "axial", ʺUmfangsrichtung" und jeweils abgeleitete Begriffe stets auf eine vorgesehene
Rotationsachse des Lüfterrades.
[0009] Einer oder mehrere Flügel des Lüfterrades kann/können ganz oder teilweise aus Kunststoff
bestehen. Das Lüfterrad ist damit besonders einfach herzustellen und leicht. Insbesondere
kann das Lüfterrad ganz aus Kunststoff bestehen. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante
ist das Lüfterrad monolithisch ausgebildet, beispielsweise mittels eines generativen
Herstellungsverfahrens (insbesondere 3D-Druck) hergestellt.
[0010] In axialer Richtung wird das Lüfterrad vorzugsweise an einer Seite durch eine Scheibe
begrenzt. Das Lüfterrad ist dadurch besonders stabil. Vorzugsweise schließt eine derartige
Scheibe eine Umgebung einer Nabe des Lüfterrades, beispielsweise einen Flügelraum,
in dem die Flügel mindestens abschnittsweise angeordnet sein können, zu einer Seite
in axialer Richtung ab. So kann die Scheibe einer vorteilhaften Lenkung eines vom
Lüfterrad erzeugten Luftstroms dienen.
[0011] An der der Scheibe in axialer Richtung entgegengesetzten Seite ist das Lüfterrad
vorzugsweise offen, es kann dort beispielsweise einen Ring aufweisen, der eine/die
Nabe des Lüfterrades in einem positiven Abstand (>0) umläuft. Ein erzeugter Luftstrom
verläuft dann vorzugsweise in axialer Richtung von außerhalb des Lüfterrades durch
den Ring in einen/den Flügelraum, in dem die Flügel ganz oder teilweise angeordnet
sein können, die den Luftstrom dann infolge der Rotation in eine radial äußere Peripherie
des Lüfterrades treiben. Das Lüfterrad kann somit gezielt auf ein zu kühlendes Element
(z.B. einer Elektronik und/oder mindestens ein bewegliches Teil im Hausgerät) ausgerichtet
werden bzw. sein.
[0012] Erfindungsgemäß ist das Lüfterrad wie erwähnt in axialer Richtung an einer Seite
durch eine Scheibe begrenzt und ist der elastisch nachgiebige Abschnitt mindestens
eines der Flügel von dieser Scheibe beabstandet, so dass also ein Zwischenraum zwischen
dem nachgiebigen Abschnitt und der Scheibe ausgebildet ist. Der Abschnitt kann damit
in einem Abstand von der Scheibe in radialer Richtung nachgeben, wobei eine bremsende
Reibung der Scheibe am elastisch nachgiebigen Abschnitt (bei dessen Nachgeben nach
radial außen bzw. bei dessen elastischem Zurücktreten nach radial weiter innen, wenn
die nach außen wirkende Kraft reduziert wird) vermindert oder sogar verhindert wird.
Der Flügel kann somit besonders stabil gefertigt sein, weil sein Nachgeben nicht oder
nur vermindert durch Reibung an der Scheibe gebremst wird.
[0013] Besonders bevorzugt sind Ausführungsvarianten der vorliegenden Erfindung, bei denen
der elastisch nachgiebige Abschnitt ein freies Ende des mindestens einen Flügels ist,
das sich in einem Flügelraum erstreckt, der eine/die Nabe des Lüfterrades (vorzugsweise
ringartig) umgibt. Zum Nachgeben kann das freie Ende dann vorzugsweise nach radial
außen verschwenkt werden; dazu kann der mindestens eine Flügel mindestens in einem
Bereich elastisch verformbar sein (so dass sein freies Ende elastisch nach radial
außen gebogen werden kann), und/oder er kann um eine Flügelachse drehbar gelagert
sein; die entsprechende Flügelachse verläuft dabei vorzugsweise parallel zur vorgesehenen
Rotationsachse des Lüfterrades.
[0014] An einer dem freien Ende entgegensetzten Seite ist ein solcher Flügel vorzugsweise
mit einem radial äußeren Rand des Lüfterrades verbunden (z.B. fixiert oder angeformt),
beispielsweise am radial äußeren Rand einer das Flügelrad in axialer Richtung begrenzenden
Scheibe wie oben erwähnt und/oder an einem die Nabe umlaufenden Ring.
[0015] Erfindungsgemäß weist der mindestens eine Flügel in mindestens einem Abschnitt eine
nach radial innen zunehmende Massenverteilung auf. Insbesondere kann vorzugsweise
ein radial am weitesten innen liegendes Drittel des Flügels eine höhere Masse haben
als ein radial mittleres Drittel des Flügels. Die bei Rotation auftretende Fliehkraft
kann damit den radial weiter innen liegenden Bereich des Flügels besonders wirkungsvoll
nach radial außen treiben. Der Flügel kann beispielsweise mindestens in einem Abschnitt
eine nach radial innen zunehmende (in Umfangsrichtung des Lüfterrades gemessene) Dicke
aufweisen; damit kann die genannte Massenzunahme auch mit einem homogenen Material
des Flügels realisiert werden. In dem radial weiter außen liegenden, dünneren Bereich
ist der Flügel dann besonders nachgiebig.
[0016] Die Oberfläche mindestens eines der Flügel kann in mindestens einem Abschnitt geneigt
zur vorgesehenen Rotationsachse des Lüfterrades sein. Alternativ oder zusätzlich kann
mindestens einer der Flügel durchgehend parallel zu einer vorgesehenen Rotationsachse
des Lüfterrades verlaufen, so dass also seine Oberfläche axial verlaufende Richtungsvektoren
enthält. Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der alle Flügel in dieser
Weise (parallel zur Rotationsachse des Lüfterrades verlaufend) ausgebildet bzw. angeordnet
sind. In einer Richtung senkrecht zur Rotationsachse sind die Flügel vorzugsweise
gekrümmt ausgebildet; dadurch kann auf besonders effiziente Weise ein Luftstrom nach
radial außen erzeugt werden.
[0017] Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand zweier Zeichnungen
näher erläutert. Es versteht sich, dass einzelne Elemente und Komponenten auch anders
kombiniert werden können als dargestellt. Bezugszeichen für einander entsprechende
Elemente sind figurenübergreifend verwendet und werden ggf. nicht für jede Figur neu
beschrieben. Zur Verbesserung der Übersichtlichkeit der Darstellung wurde bei mehrfach
auftretenden Merkmalen teilweise auf Bezugszeichen verzichtet.
[0018] Es zeigen schematisch:
- Figur 1:
- ein Lüfterrad gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
in perspektivischer Ansicht; und
- Figur 2:
- einen Abschnitt des Lüfterrades der Figur 1 mit Visualisierung des Nachgebens eines
Flügelabschnitts nach radial außen.
[0019] In Figur 1 ist in perspektivischer Ansicht ein Lüfterrad 1 gemäß einer exemplarischen
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das Lüfterrad 1 umfasst eine
Nabe 40 und eine Mehrzahl an Flügeln 10 zum Erzeugen eines Luftstroms bei Rotation
des Lüfterrades um eine vorgesehene Rotationsachse A. Die Flügel weisen im dargestellten
Ausführungsbeispiel jeweils eine Oberfläche auf, die in axialer Richtung gerade und
parallel zur vorgesehenen Rotationsachse A verlaufende Richtungsvektoren enthält.
In einer zur axialen Richtung orthogonalen Richtung sind die Flügel gekrümmt ausgebildet.
Diese Flügelform ermöglicht bei Rotation des Lüfterrades eine besonders effektive
Erzeugung eines Luftstroms.
[0020] Die Flügel 10 erstrecken sich jeweils in einem die Nabe umgebenden Flügelraum R.
Sie weisen ein freies Ende 11 auf und sind an ihrer dem freien Ende entgegengesetzten
Seite 12 zwischen einer Scheibe 20 und einem Ring 30 fixiert; die Scheibe 20 begrenzt
dabei das Lüfterrad 1 in axialer Richtung; insbesondere schließt es eine Umgebung
der Nabe (die den Flügelraum R umfasst) einseitig in axialer Richtung ab. Bei Rotation
des Lüfterrades kann Luft in axialer Richtung von außen durch den Ring 30 in den Flügelraum
R eintreten und von dort durch die Flügel 10 nach radial außen getrieben werden.
[0021] Einer oder mehrere der Flügel 10 weist/weisen einen elastisch radial nach außen nachgiebigen
(beweglichen) Abschnitt 11 auf; in Figur 2 ist für einen der Flügel entsprechend dessen
nachgiebiger Abschnitt 11 in zwei verschiedenen Positionen dargestellt: In einer Ruhestellung
(die insbesondere bei Stillstand des Lüfterrades eingenommen wird) ist der Abschnitt
11 in der mittels durchgezogener Linien dargestellten, radial weiter innen liegenden
Position angeordnet. Bei Krafteinwirkung, insbesondere bei Wirkung von Fliehkraft
als Folge einer Rotation des Flügelrades gibt der nachgiebige Abschnitt nach radial
außen nach, so dass er bei hinreichend großer Rotationsgeschwindigkeit die mit gestrichelten
Linien dargestellte zweite Position erreicht. Bei Verringerung der Krafteinwirkung,
insbesondere bei Verlangsamung der Rotation wandert der nachgiebige Abschnitt wieder
zurück.
[0022] Bei der elastischen Bewegung seines nachgiebigen Abschnitts 11 wird der Flügel 10
in diesem Ausführungsbeispiel verformt; in einer alternativen Variante kann der Flügel
bzw. dessen beweglicher Abschnitt beispielsweise zurückfedernd um eine Flügelachse
verschwenkbar gelagert sein. Vorzugsweise verläuft eine derartige Flügelachse dann
parallel zur vorgesehenen Rotationsachse A des Lüfterrades, sie kann beispielsweise
die Scheibe 20 und den Ring 30 verbinden.
[0023] Vorzugsweise sind mehrere oder sogar alle Flügel der Mehrheit ebenfalls mit einem
derartigen beweglichen Abschnitt ausgebildet (was in der Figur 2 nicht explizit illustriert
ist).
[0024] Durch die Bewegung des elastisch nachgiebigen Abschnitts bei Krafteinwirkung kann
eine beschleunigte der Rotation des Lüfterrades 1 in Bezug auf eine Stärke des erzeugten
Luftstroms und eine auftretende Geräuschentwicklung kompensiert werden. Insbesondere
kann eine starke Geräuschentwicklung bei unnötig hoher Kühlwirkung eines das Lüfterrad
1 umfassenden Lüfters vermieden werden.
[0025] Wie in der Figur 1 erkennbar, sind die Flügel 10 bei der dargestellten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Lüfterrades 1 in einem jeweiligen Abschnitt von der Scheibe
20 beabstandet, so dass dort also jeweils ein Zwischenraum Z ausgebildet ist. Dadurch
wird eine Reibung des jeweiligen elastisch radial nach außen nachgiebigen Abschnitts
11 der Flügel an der Scheibe 20 verhindert, so dass das Lüfterrad besonders sensibel
auf Änderungen der Rotationsgeschwindigkeiten reagieren kann.
[0026] Im in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Flügel 10
jeweils eine nach radial innen zunehmende Massenverteilung auf: Dies wird (bei im
vorliegenden Beispiel homogenem Material der Flügel) durch eine nach radial innen
zunehmende (in Umfangsrichtung gemessene) Dicke des jeweiligen Flügels erreicht. Auf
die damit radial innen liegende größere Masse wirkt bei Rotation eine besonders starke
Fliehkraft. Der relativ dazu dünnere Bereich ist besonders gut verformbar und erleichtert
damit die Bewegung des elastisch nachgiebigen Abschnitts in radialer Richtung.
[0027] Die Flügel 10 sind vorzugsweise jeweils ganz oder teilweise aus Kunststoff. Dies
erlaubt eine besonders einfache Fertigung, beispielsweise mittels Spritzguss oder
3D-Druck.
[0028] Offenbar ist ein Lüfterrad 1 für ein Hausgerät, beispielsweise für ein Küchengerät.
Das Lüfterrad weist eine Mehrzahl an Flügeln 10 zum Erzeugen eines Luftstroms bei
Rotation des Lüfterrades auf. Mindestens einer der Flügel 10 umfasst einen elastisch
nach radial außen nachgiebigen Abschnitt 11.
[0029] Offenbar ist ferner ein Lüfter mit einem derartigen Lüfterrad 1 und ein Hausgerät,
insbesondere ein Küchengerät mit einem solchen Lüfter.
Bezugszeichen
[0030]
- 1
- Lüfterrad
- 10
- Flügel
- 11
- elastisch nachgiebiger Abschnitt
- 12
- dem freien Ende entgegengesetzte Seite eines Flügels
- 20
- Scheibe
- 30
- Ring
- 40
- Nabe
- A
- vorgesehene Rotationsachse
- R
- Flügelraum
- Z
- Zwischenraum
1. Lüfterrad (1) für ein Hausgerät, wobei das Lüfterrad (1) eine Mehrzahl an Flügeln
(10) zum Erzeugen eines Luftstroms bei Rotation des Lüfterrades (1) aufweist, wobei
mindestens einer der Flügel (10) einen elastisch nach radial außen nachgiebigen Abschnitt
(11) aufweist, wobei das Lüfterrad (1) in axialer Richtung an einer Seite durch eine
Scheibe (20) begrenzt wird, wobei der nachgiebige Abschnitt (11) des mindestens einen
Flügels (10) von der Scheibe (20) beabstandet ist, so dass dort jeweils ein Zwischenraum
(Z) ausgebildet ist und dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Flügel (10) in mindestens einem Abschnitt eine nach radial innen
zunehmende Massenverteilung aufweist.
2. Lüfterrad gemäß Anspruch 1, wobei einer oder mehrere Flügel (10) der Mehrzahl ganz
oder teilweise aus Kunststoff besteht/bestehen.
3. Lüfterrad gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der nachgiebige Abschnitt
(11) ein freies Ende des mindestens einen Flügels ist, das sich in einem eine Nabe
(40) umgebenden Flügelraum (R) erstreckt.
4. Lüfterrad gemäß Anspruch 3, wobei eine dem freien Ende entgegengesetzte Seite (12)
des mindestens einen Flügels in einem radialen Außenbereich des Lüfterrades fixiert
ist.
5. Lüfterrad gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei einer oder mehrere der Flügel
(10) sich parallel zu einer vorgesehenen Rotationsachse (A) des Lüfterrades erstreckt/erstrecken.
6. Lüfter für ein Hausgerät, der mindestens ein rotierbares Lüfterrad (1) gemäß einem
der vorhergehenden Ansprüche umfasst.
7. Hausgerät, das einen Lüfter nach Anspruch 6 umfasst.
1. Fan wheel (1) for a household appliance, wherein the fan wheel (1) has a plurality
of blades (10) for generating an air flow during rotation of the fan wheel (1), wherein
at least one of the blades (10) has a section (11) that is elastically flexible in
a radially outward direction, wherein the fan wheel (1) is restricted on one side
in the axial direction by a plate (20), wherein the flexible section (11) of the at
least one blade (10) is spaced apart from the plate (20) such that in each case an
intermediate space (Z) is configured there and characterised in that in at least one section the at least one blade (10) has a mass distribution that
increases in a radially inward direction.
2. Fan wheel according to claim 1, wherein one or more of the plurality of blades (10)
is/are made wholly or partially of plastic.
3. Fan wheel according to one of the preceding claims, wherein the flexible section (11)
is a free end of the at least one blade extending in a blade space (R) surrounding
a hub (40).
4. Fan wheel according to claim 3, wherein a side (12) of the at least one blade opposite
the free end is fixed in a radial outer region of the fan wheel.
5. Fan wheel according to one of the preceding claims, wherein one or more of the blades
(10) extends/extend parallel to an intended axis of rotation (A) of the fan wheel.
6. Fan for a household appliance comprising at least one rotatable fan wheel (1) according
to one of the preceding claims.
7. Household appliance comprising a fan according to claim 6.
1. Roue de ventilateur (1) pour un appareil domestique, la roue de ventilateur (1) comprenant
une pluralité de pales (10) permettant de produire un flux d'air lors de la rotation
de la roue de ventilateur (1), dans laquelle au moins l'une des pales (10) comprend
une section (11) élastiquement flexible radialement vers l'extérieur, la roue de ventilateur
(1) est délimitée dans le sens axial sur un côté par un disque (20), et la section
flexible (11) de l'au moins une pale (10) est espacée du disque (20) de manière à
former respectivement un interstice (Z) à cet endroit, et caractérisée en ce que l'au moins une pale (10) comprend dans au moins une section une distribution de masse
augmentant radialement vers l'intérieur.
2. Roue de ventilateur selon la revendication 1, dans laquelle une ou plusieurs pales
(10) de la pluralité est(sont) constituée(s) entièrement ou en partie de matière plastique.
3. Roue de ventilateur selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la section
flexible (11) est une extrémité libre de l'au moins une pale, qui s'étend dans une
chambre de pale (R) entourant un moyeu (40).
4. Roue de ventilateur selon la revendication 3, dans laquelle un côté (12) opposé à
l'extrémité libre de l'au moins une pale est fixé dans une zone extérieure radiale
de la roue de ventilateur.
5. Roue de ventilateur selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle une
ou plusieurs des pales (10) s'étend(ent) parallèlement à un axe de rotation (A) prévu
de la roue de ventilateur.
6. Ventilateur pour un appareil domestique, qui comprend au moins une roue de ventilateur
(1) rotative selon l'une des revendications précédentes.
7. Appareil domestique, qui comprend un ventilateur selon la revendication 6.