РАБОЧЕЕ КОЛЕСО ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВКИ ВОЗДУХА ДЛЯ ОБОГРЕВА ДЛЯ ОТОПИТЕЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
WORKING WHEEL FOR AIR TRANSPORTATION FOR HEATING FOR HEATER OF THE VEHICLE

Настоящее изобретение относится к рабочему колесу для транспортировки воздуха для обогрева для отопителя транспортного средства, содержащему ступицу для фиксации рабочего колеса на приводном вале и примыкающую в переходной области к ступице область подачи с множеством следующих друг за другом в окружном направлении вокруг продольной оси рабочего колеса транспортирующих лопаток.
Отопитель транспортного средства с такого рода надстроенным рабочим колесом для транспортировки воздуха для обогрева известен из заявки DE 202004 015 442 U1. Этот изображенный на фиг. 1 отопитель 10 транспортного средства служит для нагрева, например, воздуха, подлежащего подводу во внутреннее пространство транспортного средства, и содержит в корпусе 12 область 14 воздуходувки и область 15 горелки. В изображенном примере исполнения область 14 воздуходувки содержит выполненную в виде воздуходувки с боковыми каналами воздуходувку 16 воздуха для горения с рабочим колесом 18 воздуха для горения и воздуходувку 16 воздуха для обогрева с рабочим колесом 22 воздуха для обогрева. Рабочее колесо 22 для транспортировки воздуха для обогрева укреплено в первой аксиальной концевой области вала 24 двигателя выполненного в виде электродвигателя двигателя 26 воздуходувки. Рабочее колесо 18 для транспортировки воздуха для горения укреплено во второй аксиальной области вала 24 двигателя. В процессе работы двигателя 26 воздуходувки вал 24 двигателя вращается вокруг оси D вращения, так что рабочее колесо 22 для транспортировки воздуха для обогрева и рабочее колесо 18 для транспортировки воздуха для горения также вращаются вокруг этой оси D вращения. При этом с помощью рабочего колеса 18 для транспортировки воздуха для горения производится подвод воздуха для горения в направлении к узлу 28 камеры сгорания области 15 горелки и его сжигание вместе с также подводимым в узел 28 топливом. Поток образующихся при этом сжигании отработанных газов сжигания проходит вдоль жаровой трубы 30 и вдоль внутренней поверхности корпуса 32 теплообменника к выпускному отверстию 34 отработанных газов сжигания. Подаваемый рабочим колесом 22 для транспортировки воздуха для обогрева или предусмотренными на нем транспортирующими лопатками поток воздуха для обогрева проходит во внутреннее пространство корпуса 12 вдоль наружной стороны двигателя 26 воздуходувки от входного отверстия 38 воздуха для обогрева к выполненному в области корпуса 30 теплообменника выходному отверстию 40 воздуха для обогрева. При этом воздух для обогрева обтекает наружную сторону корпуса 32 теплообменника, в частности, ребра 42 теплопередачи и покидает в нагретом состоянии отопитель 10 транспортного средства, таким образом, в области выходного отверстия 40 воздуха для обогрева. Рабочее колесо 22 для транспортировки воздуха для обогрева собрано со ступицей 44 с выполненным в ней центральным отверстием 46. В это центральное отверстие 26 введена первая аксиальная концевая область вала 24 двигателя, например, с прессовой посадкой, так что обеспечено стабильное соединение рабочего колеса 22 для транспортировки воздуха для обогрева с валом 24 двигателя. В переходной области 48, которая без прерывания примыкает в окружном направлении к ступице 44, ступица 44 соединена со следующей радиально снаружи областью 50 подачи рабочего колеса. Область 50 подачи содержит выполненную в виде ширмы или усеченного полого конуса и расположенную дальше от входного отверстия 38 воздуха для обогрева первую стенку 52 и расположенную на аксиальном расстоянии от нее и ближе к входному отверстию 38 воздуха для обогрева, также выполненную главным образом в виде ширмы вторую стенку 54. В центральной области второй стенки 54 она для образования приемного отверстия 56 воздуха для обогрева переходит в главным образом цилиндрический участок 58. Между обеими стенками простираются следующие друг за другом в окружном направлении транспортирующие лопатки 36 от позиции радиально внутри к позиции радиально наружу, так что между соответственно двумя следующими друг за другом в окружном направлении транспортирующими лопатками 36, первой стенкой 52 и второй стенкой 54 соответственно образован канал 60 транспортировки воздуха для обогрева. В режиме вращения с помощью транспортирующего действия транспортирующих лопаток воздух, входящий в рабочее колесо 22 для транспортировки воздуха для обогрева в области входного отверстия 38 воздуха для обогрева и в области приемного отверстия 56 воздуха для обогрева, подается радиально наружу и под повышенным давлением выводится в радиально наружной окружной области рабочего колеса 22 воздуха для обогрева.
При этой известной конструкции рабочее колесо 22 воздуха для обогрева предоставляют в качестве интегральной детали со ступицей 44, переходной областью 48 и областью 50 подачи. С помощью переходной области 48, которая соединяет ступицу 55 с областью 50 подачи и которая проходит без прерываний в окружном направлении, достигают того, что в переходе между первой стенкой 52 и ступицей 44 не происходит потерь поступающего в рабочее колесо 22 воздуха для отопления, то есть весь входящий в направлении оси D вращения в рабочее колесо 22 воздух для обогрева отклоняется радиально наружу и подается вовнутрь корпуса 12.
Задачей настоящего изобретения является создание рабочего колеса для транспортировки воздуха для обогрева для отопителя транспортного средства, при котором в основном подавляют передачу колебаний двигателя воздуходувки в область подачи рабочего колеса воздуха для обогрева.
В соответствии с изобретением эту задачу решают с помощью рабочего колеса для транспортировки воздуха для обогрева для отопителя транспортного средства, содержащего ступицу для фиксации рабочего колеса воздуха для обогрева на приводном валу и с примыкающей в переходной области к ступице областью подачи с множеством транспортировочных лопаток, расположенных одна за другой в окружном направлении вокруг продольной оси рабочих колес.
Соответствующее изобретению рабочее колесо для транспортировки воздуха для обогрева характеризуется тем, что переходная область содержит множество соединительных перемычек, следующих друг за другом в окружном направлении вокруг продольной оси рабочего колеса.
За счет исполнения переходной области с множеством соединительных перемычек, соединяющих ступицу с областью подачи, существенно повышается гибкость рабочего колеса в этой области. Возникающие на валу двигателя воздуходувки и, возможно, переданные в ступицу колебания демпфируют в переходной области вследствие обеспеченного соединительными перемычками устранения связи с колебаниями или они в основном не передаются в область подачи. Тем самым в основном исключают опасность того, что такого рода колебания в области подачи смогут привести к соответствующему возбуждению колебаний подаваемого воздуха для обогрева.
Для достижения особо простой в изготовлении и, тем не менее, однако, олицетворяющей желаемую функциональность в отношении устранения связи с колебаниями конструкции рабочего колеса воздуха для обогрева предусмотрено, что область подачи вместе со ступицей и соединительными перемычками выполнена в виде цельного элемента. При этом, в частности, область подачи со ступицей и соединительными перемычками может быть выполнена в качестве литой детали из полимерного материала, предпочтительно из термопластичного эластомерного структурного материала.
Во избежание ухудшения эффективности подачи рабочего колеса для транспортировки воздуха для обогрева предлагается далее, чтобы образованные в переходной области между ступицей, областью подачи и соединительными перемычками промежуточные пространства заполнялись, по меньшей мере, частично, предпочтительно полностью наполнителем.
Ухудшения функциональности применительно к устранению связи с колебаниями переходной области, предусмотренной при построенном в соответствии с изобретением рабочем колесе, вследствие наличия наполнителя можно избежать за счет того, наполнитель имеет больший модуль упругости, чем структурный материал ступицы и/или структурный материал соединительных перемычек и/или структурный материал области подачи. Это означает, что наполнитель обладает большей упругостью и, таким образом, при приложении силы может претерпевать более сильную деформацию и, тем самым, может легче деформироваться, чем, например, материал, используемый для сооружения области подачи.
Для обеспечения эффективного режима подачи рабочее колесо для транспортировки воздуха для обогрева может иметь, например, такую конструкцию, при которой область подачи содержит соединенную с помощью соединительных перемычек со ступицей, выполненную в виде ширмы первую стенку с центральным отверстием соединения со ступице и расположенную на аксиальном расстоянии от первой стенки, выполненную в виде ширмы вторую стенку с центральным отверстием приема воздуха для обогрева, причем транспортирующие лопатки простираются между первой стенкой и второй стенкой из положения радиально внутри в положение радиально снаружи таким образом, что с помощью соответственно двух расположенных друг за другом в окружном направлении транспортирующих лопаток, первой стенки и второй стенки ограничен канал подачи воздуха для обогрева, открытый в направлении отверстия приема воздуха для обогрева.
Для того чтобы обеспечить при этом возможность присоединения заподлицо ступицы к области подачи посредством наполнителя, предлагается далее, чтобы ступица простиралась насквозь через отверстие для присоединения к ступице.
Соединение наполнителя заподлицо, в основном, исключающее ухудшение прохождения потока воздуха для обогрева, с областью подачи или ступицей может быть реализовано, например, за счет того, что наполнитель создает соединительную поверхность, ориентированную обращенной к отверстию для приема воздуха для обогрева и простирающуюся между ступицей и первой стенкой, причем соединительная поверхность в ее радиально наружной концевой области в основном без ступеней и/или изломов примыкает к обращенной к транспортирующим лопаткам поверхности первой стенки и/или в своей радиально внутренней концевой области примыкает в основном без ступеней и/или изломов к ступице, предпочтительно наружной окружной поверхности ступицы.
Далее, изобретение относится к отопителю транспортного средства, содержащему двигатель воздуходувки с валом двигателя, способным вращаться вокруг оси вращения, причем в первой аксиальной концевой области вала двигателя укреплено рабочее колесо воздуха для обогрева с соответствующей изобретению конструкцией.
Во второй аксиальной концевой области вала двигателя может быть размещено рабочее колесо воздуха для горения.
В последующем настоящее изобретение описано в деталях со ссылкой на приложенные чертежи. На чертежах представлено следующее:
Фиг. 1 показывает вид в продольном сечении известного из уровня техники отопителя транспортного средства;
Фиг. 2 аксиальный вид рабочего колеса для транспортировки воздуха для обогрева для отопителя транспортного средства при рассмотрении со стороны, подлежащей позиционированию в направлении от двигателя воздуходувки;
Фиг. 3 показывает перспективный вид рабочего колеса для транспортировки воздуха для обогрева по фиг. 2 при рассмотрении со стороны, подлежащей позиционированию в направлении к двигателю воздуходувки;
Фиг. 4 показывает следующий перспективный вид рабочего колеса для транспортировки воздуха для обогрева по фиг. 2 при рассмотрении со стороны, подлежащей позиционированию направлении к двигателю воздуходувки;
Фиг. 5 показывает вид в продольном сечении рабочего колеса для транспортировки воздуха для обогрева по фиг. 2 в сечении вдоль линии V-V на фиг. 2;
Фиг. 6 показывает соответствующий фиг. 5 вид в продольном сечении рабочего колеса для транспортировки воздуха для обогрева по фиг. 2 с предусмотренным в переходной области наполнителем, в сечении между двумя следующими друг за другом в окружном направлении соединительными перемычками;
Фиг. 7 показывает в перспективном виде рабочее колесо по фиг. 5 при рассмотрении со стороны, подлежащей позиционированию в направлении от двигателя воздуходувки.
Перед детальным описанием в последующем со ссылкой на фиг. 2-7 конструкции выполненного в соответствии с изобретением рабочего колеса для транспортировки воздуха для обогрева следует указать на то, что такого рода рабочее колесо для транспортировки воздуха для обогрева может использоваться применительно к отопителю транспортного средства, который показан, например, на фиг. 1. Поэтому для сооружения такого рода отопителя транспортного средства возможны ссылки на указанные выше исполнения изображенного на фиг. 1 отопителя транспортного средства. Компоненты, уже описанные выше со ссылкой на фиг. 1, идентичные по конструкции или функции, оснащены в последующем теми же ссылочными обозначениями.
Фиг. 2-7 показывают рабочее колесо 22 для транспортировки воздуха для обогрева, собранное в соответствии с принципами настоящего изобретения. Также и оно выполнено с обеими аксиально противолежащими друг другу или расположенными на аксиальном расстоянии друг от друга, выполненными в виде ширмы или усеченного полого конуса стенками 52, 54, причем вторая стенка 54 в своей центральной области переходит в основном цилиндрический участок 58 и образует там отверстие 56 приема воздуха для обогрева. Между следующими друг за другом в окружном направлении транспортирующими лопатками 36 и обеими стенками 52, 54 образованы каналы 60 транспортировки, простирающиеся под углом вниз по потоку из положения радиально внутри в положение радиально снаружи в направлении продольной оси рабочего колеса, которая также в основном соответствует оси D вращения.
Первая стенка 52 содержит в своей центральной области отверстие 64 для присоединения ступицы 64, через которое проходит насквозь выполненная в основном разъединенной относительно первой стенки 52 ступица 44. Переходная область 48, с помощью которой ступица 44 соединена с первой стенкой 52 содержит множество соединительных перемычек 66, которые простираются радиально наружу от ступицы 44 и примыкают своей радиально наружной области к первой стенке 52. Соединительные перемычки 66 расположены в звездообразной или крестообразной конфигурации и простираются главным образом в радиальном направлении, исходя из подлежащей позиционированию обращенной к двигателю воздуходувки аксиальной концевой области 68 ступицы 44.
Ступица 44 вместе с переходной областью 48, то есть соединительными перемычками 66 и областью 50 подачи, то есть обеими стенками 52, 54 и расположенными между ними транспортировочными лопатками 36, может быть выполнена в виде цельного элемента, то есть предоставлена в качестве интегрального блока материалов, и может быть изготовлена, например, из полимерного материала, предпочтительно термопластичного конструктивного эластомерного материала методом литья, например, с помощью способа литья под давлением.
За счет соединения ступицы 44 с первой стенкой 52 и, тем самым, с областью 50 подачи посредством соединительных перемычек 66 достигают устранения связи с колебаниями между ступицей 44 и областью 50 подачи. Возникающие в области вала 24 двигателя или приложенные к ступице 44 колебания, в частности, также качательные колебания не передаются, таким образом, на первую стенку 52 и, следовательно, область 50 подачи. При этом количество и размерность поперечного сечения или также форма соединительных перемычек 66 могут быть согласованы с величиной и частотой ожидаемых в области вала 24 двигателя колебаний для достижения оптимального устранения связи с колебаниями между ступицей 44 и областью 50 подачи.
Как видно, в частности, на фиг. 2-4 вследствие присоединения области 50 с помощью присоединительных перемычек 66 к ступице 44 между центральной зоной области 50 подачи и ступицей 44 образовано множество промежуточных пространств 69, через которые воздух, поступающий через приемное отверстие 56 воздуха для обогрева в рабочее колесо 22 для транспортировки воздуха для обогрева, мог бы улетучиваться в направлении двигателя воздуходувки. Это привело бы к ухудшению эффективности транспортировки рабочего колеса 22 воздуха для обогрева или в целом смонтированной вместе с ним воздуходувки 20 воздуха для обогрева. Во избежание этого образованные между соединительными перемычками 66 или радиально внутренней концевой областью первой стенки 52 и наружной окружной поверхностью 70 ступицы 44 промежуточные пространства 69 заполняют наполнителем 72. Этот видимый на фиг. 6 и 7 наполнитель 72, который может представлять собой, например, двухкомпонентный эластомерный материал, выбран таким образом, что он обладает более высоким модулем упругости, нежели конструкционный материал ступицы 44 или области 50 подачи и соединительных перегородок 66. Тем самым, наполнитель 72 не ухудшает функциональность устранения связи с колебаниями, достигнутую на основании соответствующего изобретению исполнения переходной области 48. Более того, он допускает относительное движение между областью 50 подачи и ступицей 44 и создает вследствие своей упругости или возможности деформации функциональность демпфирования, в результате чего достигают еще более сильного подавления колебаний, передаваемых от ступицы 44 на область 50 подачи через соединительные перемычки 66. Для повышения прочности соединения наполнителя 72 со ступицей 44 на ступице 44 в окружном направлении между соединительными перемычками 66 выполнены радиальные углубления 73, в который наполнитель 72 попадает при заполнении промежуточных пространств 69. После отверждения наполнителя 72 тем самым также и для ступицы 44 вырабатывается действующее в окружном направлении и аксиальном направлении геометрическое замыкание.
Для обеспечения возможности прохождения с помощью наполнителя 72 определенного и в основном не ухудшенного потока через рабочее колесо 22 воздуха для обогрева, который должен подаваться им обращенная ко второй стенке 54 или приемному отверстию 56 воздуха для обогрева соединительная поверхность 74 наполнителя имеет такую форму или выполнена таким образом, что в своей радиально наружной области эта соединительная поверхность примыкает заподлицо, то есть без ступеней и в основном без изломов е поверхности 76 второй стенки 52, обращенной ко второй стенке 54.
Соединительная поверхность 74 в этом случае искривлена радиально вовнутрь в направлении вверх по потоку, то есть в направлении приемного отверстия 56 воздуха для обогрева и в своей радиально внутренней концевой области примыкает в основном без ступеней или без изломов к наружной окружной поверхности 70 ступицы 44. В направлении вниз по потоку, то есть в аксиальной концевой области 68 в направлении к ступице 44 наполнитель 72 заполняет заполненные между ступицей 44, первой стенкой 52 и соединительными перемычками 66 промежуточные пространства 69, предпочтительно вплоть до соединительных перемычек 69, так что подлежащая позиционированию в направлении двигателя 26 воздуходувки задняя сторона 78 соединительных перемычек 66 смыкается заподлицо с задней стороной наполнителя 72. При этом наполнитель 72 может быть предусмотрен частично подпирающим в направлении радиально наружу первую стенку 52 в ее радиально внутренней концевой области.
Соединительные перемычки 66 имеют такую форму, что они вместе с первой стенкой 52 и ступицей 44 ограничивают в аксиальном направлении главным образом дугообразно промежуточные пространства 69, образованные радиально между наружной окружной поверхностью 70 ступицы 44 и радиально внутренней концевой областью первой стенки 52. Наполнитель 72 полностью заполняет это промежуточное пространство и прилегает радиально снаружи своей соединительно поверхностью 74 заподлицо к поверхности 76 первой стенки 52 и прилегает радиально внутри заподлицо или без ступеней к наружной окружной поверхности 70 ступицы 44, причем наружная окружная поверхность 70 ступицы 44 на примыкающем к соединительной поверхности 74 или продолжающем ее плоском участке 80 имеет такую форму, что соединительная поверхность 74 продолжается главным образом без изломов в направлении расположенной вверх по потоку концевой области 82 ступицы 44. С помощью плоского участка 80, соединительной поверхности 74 и поверхности 76 тем самым создают проходящую главным образом гладко, свободную от изломов и ступеней поверхность, вдоль которой протекающий через каналы 60 подачи воздух для обогрева направляют радиально наружу.