Beschreibung:

Die Erfindung betrifft eine Gebläseradscheibe sowie ein Gebläserad mit entsprechender Gebläseradscheibe.

Gebläseradscheiben werden als Boden- oder Deckscheiben bei

Gebläserädern für Ventilatoren eingesetzt. Anwendungsbeispiele sind unter Anderem Radialgebläseräder oder Diagonalgebläserader. Dabei unterscheidet man einteilige, d. h. aus einem Teil gefertigte Gebläseräder von mehrteiligen, d. h. aus mehreren Teilen zusammengesetzten Gebläserädern.

Druckschriftlicher Stand der Technik ist beispielsweise offenbart in den Schriften DE 20 2015 105 729 U1 oder DE 20 2011 052 411 U1.

Bei mehrteiligen Gebläserädern werden die Gebläseradschaufeln mit der Boden- und/oder Deckscheibe verbunden, zumeist verschweißt. Die

Gebläseradschaufeln müssen hierfür an ihren jeweiligen axialen Stirnkanten in eine Form gebracht werden, die der Form der Gebläseradscheibe entspricht. Nachdem die Gebläseradscheiben zumeist von radial innen nach radial außen unterschiedlich gekrümmte und/oder sphärische Abschnitte aufweisen, müssen die axialen Stirnkanten über teilweise komplexe räumliche Schnittführungen abgelängt werden, so dass die axialen Stirnkanten flä- chig an der Gebläseradschaufel zur Anlage gebracht und befestigt werden können. Derartige Schnittführungen zum Ablängen der Gebläseradschaufeln sind zwar technisch möglich, beispielsweise durch Laserschneiden, jedoch zeit- und kostenaufwendig. Für die Massenfertigung sind sie ungeeignet.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Gebläseradscheibe und ein Gebläserad bereitzustellen, die derart ausgebildet sind, dass auf räumliche Schnitte zur Ablängung der Gebläseradschaufeln und deren Anpassung an räumlich gekrümmte Bereiche der Gebläseradscheibe verzichtet werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Erfindungsgemäß wird eine Gebläseradscheibe mit mindestens einem sich zumindest abschnittsweise von radial innen nach radial außen gekrümmt erstreckenden Bereich vorgeschlagen, in dem zumindest abschnittsweise eine Schaufelanbindungsfläche zur befestigenden Anbindung einer axialen Stirnseite mindestens einer Gebläseradschaufel ausgebildet ist. Die Schaufelanbindungsfläche erstreckt sich dabei wenigstens abschnittsweise innerhalb des gekrümmten Bereiches der Gebläseradscheibe innerhalb einer zweidimensionalen festgelegten Anbindungsebene. Die Anbindungsebene ist vorab eindeutig auf eine Ebene festgelegt und entspricht einer vordefinierten Ebene im Raum. Dadurch, dass die Schaufelanbindungsfläche ausschließlich innerhalb einer Ebene verläuft, kann vorgesehen werden, dass die axialen Stirnkanten der zu befestigenden

Gebläseradschaufeln ebenfalls nur entlang dieser einen Anbindungsebene und mithin nicht räumlich gekrümmt oder sphärisch abzulängen sind. Über einen geraden Schnitt entlang der axialen Stirnkanten der

Gebläseradschaufeln in dieser einen vordefinierten Ebene können die Stirnkanten in eine zu der Gebläseradscheibe bzw. den Anbindungsflächen der Gebläseradscheibe passende Form gebracht werden. Die axialen Stirnkanten der Gebläseradschaufeln weisen mithin denselben Verlauf auf wie jede der Anbindungsflächen der Gebläseradscheibe und können ohne weitere Bearbeitungsschritte an die Anbindungsflächen gesetzt und befestigt, beispielsweise verschweißt werden. In einer Ausführungsform ist in Umfangs- richtung eine Vielzahl von entsprechenden Anbindungsflächen für eine entsprechende Anzahl von Gebläseradschaufeln vorgesehen. Die Anpassung der Gebläseradscheibe in der erfindungsgemäßen Form vereinfacht und beschleunigt die Herstellung eines Gebläserads mit komplexer räumlicher Bau- teilgeometrie. In einer vorteilhaften Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass die

Gebläseradscheibe entlang der mindestens einen Schaufelanbindungsfläche zumindest abschnittsweise plastisch verformt ist. Die plastische Verformung ermöglicht eine Anpassbarkeit der Gebläseradscheibengeometrie genau in dem Bereich der Anbindung der Gebläseradschaufeln, ohne die übrigen Be- reiche strömungstechnisch zu beeinflussen.

In einer Weiterbildung wird dabei die mindestens eine Schaufelanbindungsfläche der Gebläseradscheibe in einem Einpressabschnitt ausgebildet ist, der durch plastische Verformung in axialer Richtung in die Gebläseradscheibe eingedrückt ist. Als axiale Richtung ist hierbei die Richtung entlang der Rota- tionsachse der Gebläseradscheibe definiert. Über den Einpressabschnitt sind ferner unterschiedliche axiale Einpresstiefen realisierbar, um die räumliche Erstreckung der Anbindungsflächen innerhalb der einen Anbindungsebene zu gestalten, selbst wenn die Gebläseradscheibengeometrie im Querschnitt gesehen starke räumliche Krümmungen aufweist. Das bedeutet, die Erstreckung des Scheibenkörpers der Gebläseradscheibe kann in anderen Ebenen und vor allem gekrümmt verlaufen, wohingegen sich die Schaufelanbin- dungsfläche ausschließlich in der Anbindungsebene erstreckt.

In einem Ausführungsbeispiel weist der Einpressabschnitt einen in axialer Richtung plastisch verformten und gegenüber einer Scheibenoberfläche axial vorstehenden Verformungsabschnitt auf, der sich entlang der Anbindungsebene erstreckt. Das bedeutet, dass die plastische Verformung der

Gebläseradscheibe zur Erzeugung der Schaufelanbindungsflächen so stark ist, dass die Verformungsabschnitte auf einer axialen Seite der

Gebläseradscheibe hervortreten, die der Seite gegenüberliegt, auf der die Gebläseradschaufeln angeordnet werden. Die Bildung eines vorstehenden Verformungsabschnitts erweitert die geometrische Anpassbarkeit der Schaufelanbindungsflächen der Gebläseradscheibe, so dass eine Erstreckung innerhalb der einen Anbindungsebene realisierbar ist, selbst wenn die Krüm- mung des Scheibenkörpers der Gebläseradscheibe im Bereich der Schei- benanbindungsflächen stark oder unstetig gekrümmt ist. Der Verlauf des Einpressabschnitts wird über den Verformungsabschnitt so angepasst, dass die Anbindungsflächen entlang der einen Schaufelanbindungsebene für die Stirnkanten der Gebläseradschaufeln unabhängig von der Erstreckung des benachbarten Scheibenflächenkörpers verlaufen.

Die Form des axial vorstehenden und somit die Strömung unmittelbar beeinflussenden Verformungsabschnitts ist ebenfalls anpassbar. So wird in einer Ausführung vorgesehen, dass der Verformungsabschnitt in Umfangsrichtung gesehen einen Einlaufabschnitt für die Strömung aufweist, der eine abgerun- dete Anströmkante bildet.

In einer Weiterbildung weist der Verformungsabschnitt entlang seiner Erstre- ckung in Umfangsrichtung eine variable Breite auf. Insbesondere ist eine Ausführung vorteilhaft, bei welcher der Verformungsabschnitt in einer axialen Draufsicht eine im Wesentlichen ovale Form oder eine Querschnittsform eines Tragflächenprofils aufweist. Letztere ist auch ein Beispiel der ebenfalls umfassten Ausführungsvariante, bei der sich die Breite des Verformungsabschnitts entlang seiner Erstreckung in Umfangsrichtung in einem Auslaufabschnitt strömungstechnisch günstig verringert. Die erfindungsgemäße Gebläseradscheibe ist grundsätzlich als Bodenscheibe oder Deckscheibe eines Gebläserads einsetzbar, wobei die Bodenscheiben zumeist einen großflächig horizontal ebenen Abschnitt aufweisen, in dem keine problematische räumlich gekrümmte Geometrie vorliegt. Die Deckscheiben sind jedoch häufig von radial innen nach radial außen stark gekrümmt. Eine derartige Krümmung liegt bei einer trichterförmig zur Rotationsachse zulaufenden Gebläseradscheibe vor, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt.

Teil der Erfindung ist ein mehrteilig ausgebildetes Gebläserad, das zumindest eine Gebläseradscheibe umfasst, die eine beliebige Merkmalskombina- tion der vorstehend beschriebenen Merkmale aufweist.

Das Gebläserad umfasst üblicherweise eine Vielzahl, jedoch mindestens eine Gebläseradschaufel mit einer ersten und zweiten axialen Stirnkante. In einer vorteilhaften Lösung wird vorgesehen, dass eine der axialen Stirnkanten eine zu dem Einpressabschnitt der Gebläseradscheibe korrespondieren- de Form aufweist. Auch ist eine entsprechende Formgebung generell sowohl an einer Deck- und Bodenscheibe vorsehbar, bei der Einpressabschnitte an entsprechend beiden Scheiben und Stirnkanten der Gebläseradschaufeln ausgebildet sind. Die Erfindung findet dann Anwendung sowohl an der Deck- scheibe als auch an der Bodenscheibe. Auch die Ablängung der

Gebläseradschaufeln erfolgt in einem solchen Fall an beiden axialen Stirnkanten in jeweils einer Ebene.

Bei dem Gebläserad wird in vorteilhafter Weise vorgesehen, dass zumindest eine der axialen Stirnkanten der mindestens einen Gebläseradschaufel vollständig entlang der Anbindungsebene verläuft. Hierdurch wird gewährleistet, dass die Stirnkante zur Schaufelanbindungsfläche an der

Gebläseradschaufel passt und flächig daran anliegt. Die

Gebläseradschaufeln sind mithin entlang ihrer Stirnkante so beschnitten bzw. abgelängt, dass sie geometrisch an die jeweilige Schaufelanbindungsfläche der Gebläseradscheibe angepasst sind und die Stirnkantenfläche und

Schaufelanbindungsfläche in derselben Ebene verlaufen.

In einer Weiterbildung verläuft die der Gebläseradscheibe zuweisende Stirnkante der mindestens einen Gebläseradschaufel vollständig innerhalb des Einpressabschnitts der Gebläseradscheibe und liegt axialseitig an der Schaufelanbindungsfläche an. Die Schaufelanbindungsfläche wird dabei durch die axiale Bodenfläche des Einpressabschnitts bestimmt. Über die axiale Tiefe des Einpressabschnitts und dessen diesbezüglichen Verlauf ist ebenfalls eine geometrische Anpassung der Schaufelanbindungsfläche an die Stirnkante der Gebläseradschaufel in eine und dieselbe Ebene möglich.

In einer Weiterbildung ist ferner vorgesehen, dass die axiale Stirnkante der mindestens einen Gebläseradschaufel in einer axialen Draufsicht gekrümmt ausgebildet ist. In sich gekrümmte Gebläseradschaufeln sind unproblematisch umsetzbar, da deren Stirnkanten nicht nur entlang einer Linie, sondern entlang einer festgelegten Ebene beschnitten werden. Die Formgebung der Anbindungsflächen, Einpressabschnitte und/oder Verformungsabschnitte weisen dann vorzugsweise eine entsprechend gekrümmte Form auf.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprü- chen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht von unten auf eine Gebläseradscheibe; Fig. 2 eine Seitenansicht der Gebläseradscheibe aus Figur 1 ;

Fig. 3 eine Seitenansicht eines Gebläserads mit einer

Gebläseradscheibe gemäß der Fig. 1 und 2.

Die Figuren zeigen beispielhaft eine Ausführungsform der Erfindung, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Teile in allen Ansichten benennen. In den Figuren 1 und 2 ist eine Gebläseradscheibe 1 ausgebildet als Deckscheibe in einer Ansicht von unten und einer Seitenansicht dargestellt. In dem um die Rotationsachse R liegenden Zentralbereich hat die

Gebläseradscheibe 1 eine Strömungsöffnung 2. Der Scheibenkörper der Gebläseradscheibe 1 ist trichterförmig und weist einen die Trichterform be- stimmenden sich von radial innen nach radial außen gekrümmt erstreckenden Bereich 3 auf. Der Scheibenkörper geht dabei von einer Erstreckung am radialen Umfangsrand 22, die im Wesentlichen einer Radialebene entspricht, in eine Erstreckung an der Strömungsöffnungskante 21 über, die im Wesentlichen einer Axialebene entspricht. In diesem gekrümmten Bereich 3 ist eine Vielzahl von in Umfangsrichtung beabstandeter Schaufelanbindungsflächen 4 ausgebildet, an denen axiale Stirnseiten von Gebläseradschaufeln befestigt werden, wie es in den Figuren 3 und 4 beispielhaft gezeigt ist. Jede der Schaufelanbindungsflächen 4 erstreckt sich über ihre jeweils gesamte Länge von radial innen nach radial außen entlang der festgelegten Anbindungsebe- ne E.

Jede Schaufelanbindungsfläche 4 ist in einem in die Scheibenoberfläche 9 plastisch verformten Einpressabschnitt 6, jeweils auf der axialen Bodenfläche des jeweiligen Einpressabschnitts 6 ausgebildet. Die plastische Verformung der Einpressabschnitte 6 durchdringt den gesamten Scheibenkörper und bildet auf der axial gegenüberliegenden Seite der Scheibenoberfläche 9 jeweils einen axial vorstehenden Verformungsabschnitt 7, der sich jeweils entlang der Anbindungsebene E erstreckt, wie in Figur 2 zu erkennen ist. Die den Scheibenanbindungsflächen 4 axial gegenüberliegenden Außenflächen 14 verlaufen parallel zu den Scheibenanbindungsflächen 4. Durch die plastische Verformung bilden die Verformungsabschnitte 7 jeweils gegenüber dem Scheibenkörper axial vorstehende Seitenwände 5, deren Steigung und Form strömungstechnisch anpassbar ist. Die Scheibenanbindungsflächen 4 verlaufen in der gezeigten Ausführung von radial innen nach radial außen und in Umfangsrichtung über einen Winkel von über 30°. Die Einpressabschnitte 5 erstrecken sich von dem radialen Umfangsrand 22 bis zu einem radial innen liegenden Bereich der Gebläseradscheibe 1 , in dem ihr Verlauf in eine aus- schließliche Axialerstreckung übergeht. Die Scheibenanbindungsflächen 4 weisen in einer axialen Draufsicht jeweils die Form eines Tragflächenprofils mit einer maximalen Breite B auf, wobei sich die Scheibenanbindungsflächen 4 von der maximalen Breite B in beide Strömungsrichtungen verjüngen. Die Verformungsabschnitte 7 weisen hierzu jeweils einen Einlaufabschnitt 11 mit einer abgerundeten Anströmkante 13 und einen im Wesentlichen spitz zulaufenden Auslaufabschnitt 12 auf.

In Figur 3 ist ein Gebläserad 30 mit einer Gebläseradscheibe 1 gemäß der Figuren 1 und 2 in einer Seitenansicht dargestellt. Das Gebläserad 30 weist eine Vielzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten Gebläseradschaufeln 16 auf, die mit ihrer jeweiligen unteren axialen Stirnkante an der Bodenscheibe 17 und mit ihrer jeweiligen oberen axialen Stirnkante an der als Deckscheibe ausgebildeten Gebläseradscheibe 1 befestigt sind. Die oberen axialen Stirnkanten erstrecken sich vollflächig anliegend an den Scheibenanbindungsflächen 4 innerhalb der Einpressabschnitte 6 und mithin entlang der Anbindungsebene E. Die Gebläseradschaufeln 16 durchdringen dabei mit ihren axialen Stinkanten den Scheibenkörper der Gebläseradscheibe 1 und werden von den Verformungsabschnitten 7 umschlossen. Die oberen Stirnkantenflächen der Gebläseradschaufeln 16 weisen eine zu den Scheibenanbindungsflächen 4 korrespondierende Form auf, so dass diesbezüglich auf die Form der Scheibenanbindungsflächen 4 in Figur 1 verwiesen wird. Dabei ist auch die in sich gekrümmte Form jeder der Gebläseradschaufeln 16 nachvollziehbar. Die Gebläseradschaufeln 1 sind gegenüber einem radialen Umfangsrand der Bodenscheibe 17 nach radial innen beabstandet. An der Gebläseradscheibe 1 verlaufen die Gebläseradschaufeln 16 wie die Schei- benanbindungsflächen 4 bis zu ihrem radialen Umfangsrand 22 und schließen im gezeigten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen bündig ab.