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Die
Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Befestigung eines Flügelrades
auf einer Welle nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren
betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Befestigen eines Flügelrades
auf einer Welle nach dem Oberbegriff des Anspruchs 13.
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Aus
dem Stand der Technik sind vielfältige Möglichkeiten
bekannt, mit denen Flügelräder, wie beispielsweise
Lüfterräder, auf
Wellen, insbesondere Motorwellen, befestigt werden können. Beispiele hierfür sind eine
im Flügelrad
eingespritzte Buchse, die auf die Welle aufgepresst wird oder eine
Metallbuchse, die einzeln auf die Welle gepresst wird, wobei das
Flügelrad
mit Federn oder Schrauben an dieser Metallbuchse fixiert wird.
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Bei
bekannten Vorrichtungen des Standes der Technik wird das zumeist
aus Kunststoff bestehende Flügelrad über einen
Mitnehmer mittels Formschluss an einer Antriebswelle, beispielsweise
eines Elektromotors, angebracht. Am anzutreibenden Flügelrad befindet
sich die zum Mitnehmer entsprechende Gegenkontur, so dass eine Mitnahmewirkung
in Drehrichtung der Antriebswelle erzielt wird. Die axiale Fixierung
des Anbauteils auf der Antriebswelle erfolgt beispielsweise durch
ein Federelement, das zwischen das Anbauteil und eine Nut, die in
die Antriebswelle eingebracht wird, eingeklemmt ist.
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Bei
Verwendung von glatten Antriebswellen erfolgt die axiale Fixierung
des Flügelrades
am Mitnehmer bisher durch Verschraubung des Flügelrades. Schraubverbindungen
sind jedoch zeitaufwändig
und damit fertigungstechnisch sehr kostenträchtig. Zudem erfordert eine
solche Schraubverbindung eine aufwändige Mitnehmerkonstruktion.
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Die
meisten bekannten und nahezu alle in der Praxis benutzten Lösungen zur
Befestigung eines Flügelrades
auf einer Welle beinhalten zwei voneinander getrennte Bauelemente,
wie beispielsweise Mitnehmer und Schrauben oder Mitnehmer und Federelement
bzw. ein Gewinde an der Welle sowie eine Buchse am Flügelrad beispielsweise
eine eingesetzte Radnabe.
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Bei
diesen bekannten Anordnungen dient eines der beiden Bauteile hauptsächlich der
Positionierung des Flügelrades
relativ zum Antrieb sowie der Drehmomentübertragung der Antriebswelle
auf das Flügelrad.
Das andere, zweite Bauteil dient bei diesen Vorrichtungen hauptsächlich der
axialen Fixierung des Flügelrades
auf dem Mitnehmerteil.
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In
der
DE 92 05 097 wird
ein Lüfter
beschrieben, der zur Sicherung eines Lüfterrades auf dem Mitnehmer
und somit auf der Welle, in Achsrichtung ein Federelement mit fünf hakenartigen
Armen besitzt, die durch die Nabe des Lüfterrades hindurchgreifen und
mit Teilbereichen des Mitnehmers zusammenwirken. Federelemente dieser
Art, die mehrere Federarme zur Sicherung des Anbauteils auf dem
Mitnehmer der Antriebswelle benutzen, erfordern eine anspruchsvolle
Montage einschließlich
einer aufwändigen
Prüfung
des korrekten Montagesitzes.
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Aus
der
DE 196 35 179
A1 ist ein Lüfter
bekannt, dessen Lüfterrad
mittels eines Mitnahmeelements mit einer Antriebswelle drehfest
verbunden ist. Dabei weist das mit der Antriebsweiselle drehfest verbundene
Mitnahmeelement wenigstens eine axiale und eine radiale Anlagefläche auf,
an der das Lufterrad mit wenigstens einer axialen und einer radialen Anlagefläche anliegt.
Zur Fixierung ist das Lüfterrad der
DE 196 35 179 A1 auf
das Mitnahmeelement aufgeschraubt.
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Aus
der
DE 100 13 609
A1 ist eine Vorrichtung zum Befestigen eines Anbauteils
mit einer im Wesentlichen glatten Antriebswelle bekannt, bei der ein
drehfest auf der Antriebswelle sitzender Mitnehmer das Anbauteil
durchdringt und ein Federelement sich zum einen am Mitnehmer und
zum anderen am Anbauteil abstützt
und so das Anbauteil axial auf der Welle fixiert.
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Vorteile der
Erfindung
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
bzw. das erfindungsgemäße Verfahren
zum Befestigen eines Flügelrades
auf einer Welle mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. den Merkmalen
des Anspruchs 13 haben den Vorteil, dass sie eine schnelle und einfache
Montage eines Flügelrades,
bzw. eines Lüfterrades,
ermöglichen,
die zudem eine sichere Fixierung des Flügelrades auf einer Antriebswelle
gewährleistet.
Insbesondere hat die erfindungsgemäße Vorrichtung den Vorteil,
dass zur Positionierung sowie zur Fixierung des Flügelrades
auf der Welle lediglich ein einzelnes Bauteil verwendet werden muss.
Dieses Bauteil lässt
sich als Mitnehmer in einer einfachen Einzelteilfertigung herstellen,
welche in vorteilhafter Weise die Anwendung bestehender Prozesstechniken
ermöglicht.
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Bei
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Befestigen eines Flügelrades
auf einer Welle greift ein drehfest auf der Welle anbringbarer Mitnehmer mit
einer Mehrzahl von Halteelementen mit im wesentlichen in axialer
Richtung ausgebildeten, abstehenden Abschnitten durch ein Nabenteil
des zu montierenden Flügelrades
hindurch. Die abstehenden Abschnitte des Mitnehmers werden nach
Durchdringung des Nabenteils derart verformt, dass diese das Nabenteil
hintergreifen und somit das Flügelrad
auf dem Mitnehmer und damit auf einer Welle fixieren. Auf diese
Weise ist es möglich,
dass der Mitnehmer das Flügelrad
formschlüssig
umgreift und fixiert. So kann beispielsweise ein Lüfterflügelrad auf
der Antriebswelle eines Elektromotors aufgebracht und sicher fixiert
werden.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens
zum Befestigen eines Flügelrades,
insbesondere eines Lüfterflügelrades
auf einer Welle ergeben sich mit den in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Merkmalen.
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In
vorteilhafter Weise weist der Mitnehmer zumindest eine tellerartige
Verbreiterung seines Durchmessers auf, an dem die abstehenden Axialabschnitte
der Halteelemente ausgebildet sind. Aufgrund des durch die Verbreiterung
erhöhten
radialen Abstandes der abstehenden Abschnitte zur zentralen Achse
der Welle ergibt sich eine verbesserte Momentenübertragung des Mitnehmers auf
das Flügelrad. Darüber hinaus
kann auf diese Weise das Flügelrad besser
stabilisiert werden.
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Die
im wesentlichen in axialer Richtung ausgebildeten, abstehenden Abschnitte
des Mitnehmers sind in vorteilhafter Weise am Umfang des Mitnehmers
und insbesondere am Umfang der tellerartigen Verbreiterung des Mitnehmers
angeordnet. Insbesondere ist es vorteilhaft, die Haltelemente gleichmäßig über den
Umfang des Mitnehmers zu verteilen. Um eine ausgewogene Befestigung
gegenüber
allen sechs Freiheitsgraden des Flügelrades sicherzustellen, kann
es vorteilhaft sein, insgesamt drei Haltelemente am Mitnehmer auszubilden.
Diese können gleichmäßig am Umfang
des Mitnehmers verteilt sein. Um die Montage beispielsweise eines
Lüfterrades
auf einer Welle bzw. auf dem Mitnehmer dieser Welle zu vereinfachen,
indem beispielsweise das Lüfterflügelrad mit
einfachen Presszangen auf den Mitnehmer verstemmt wird, empfiehlt
es sich jedoch für
vorteilhafte Ausführungsformen,
vier Halteelemente mit entsprechenden abstehenden Axialabschnitten
vorzusehen.
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In
vorteilhafter Weise sind die in axialer Richtung ausgebildeten,
abstehenden Abschnitte der Halteelemente des Mitnehmers in Form
von Verstemmlaschen mit einem hakenförmigen Ende ausgebildet. Ihre
Anzahl sowie ihre Form sind bestimmt durch die Notwendigkeit einer
sicheren Positionierung sowie Fixierung des Flügelrades. Dabei können beispielsweise
jeweils zwei Verstemmlaschen spiegelbildlich zueinander angeordnet
sein. Bei Verwendung von insgesamt vier Halteelementen ist es vorteilhaft,
die beiden Zweiergruppen der Halteelemente ebenfalls spiegelbildlich
zueinander anzuordnen. In dieser Konfiguration können dann alle vier Halteelemente
in einer Bewegung beispielsweise eines Zweibacken-Presswerkzeuges verformt
werden, nachdem das Flügelrad
auf den Mitnehmer aufgelegt worden ist
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Der
Mitnehmer ist vorzugsweise aus Metall gefertigt und idealerweise
aus einem Stahlblech gezogen. Ein solcher metallischer Mitnehmer
ermöglicht
eine sichere Fixierung zwischen den zumeist aus Kunststoff bestehenden
Flügelrädern und
beispielsweise einer metallischen Antriebswelle eines Elektromotors.
Andere Materialien und Fertigungsverfahren für den Mitnehmer der erfindungsgemäßen Vorrichtung
sind aber ebenso möglich.
So kann es beispielsweise vorteilhaft sein, lediglich eine Nabe des
Mitnehmers aus einem metallischen Werkstoff herzustellen und diese
Nabe mit einem Kunststoffmitnehmer zu umkleiden, beispielsweise
zu umspritzen.
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Zur
Verbesserung der Fixierung weisen die Halteelemente bzw. die Verstemmlaschen
des Mitnehmers an ihrer, dem Nabenteil zuzuwendenden Unterkante
eine Schräge
auf, die bei der Verformung der Haltelemente zu einer Verkeilung
des Mitnehmers auf der Nabe des Flügelrades führen. Eine derartige Ausgestaltung
der Halteelemente erhöht
den Festsitz des Flügelrades
auf dem Mitnehmer der Welle, indem die verformten Halteelemente
mittels den an ihnen ausgebildeten Schrägen das Nabenteil des Flügelrades
sicher verklemmen. Alternativerweise oder zusätzlich empfiehlt es sich, auch
am Flügelrad,
also beispielsweise an einem Lüfterrad,
selbst, insbesondere an der Nabe des Lüfterrades schräge Ebenen
an den Stellen anzuformen, auf die hin sich die Laschen der Axialabschnitte
des Mitnehmers beim Verdrehen hinbewegen. Diese Schrägen bringen
eine zusätzliche
Verkeilung des Mitnehmers am Flügelrad.
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In
vorteilhafter Weise weist das Flügelrad
der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
welches beispielsweise als Lüfterflügelrad ausgebildet
ist, im Bereich seiner Nabe eine Mehrzahl, insbesondere wenigstens
drei, vorzugsweise auf einem Teilkreis liegende, Durchbrechungen
oder Öffnungen
auf, durch die bei der Montage beispielsweise eines Lüfters die
Axialabschnitte des Mitnehmers hindurchgeführt werden. Die am Lüfterrad
ausgebildeten Schrägen
befinden sich dabei in vorteilhafter Weise im Bereich dieser Durchbrechungen.
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Bei
der Montage eines Lüfterflügelrades
auf einer Welle, insbesondere auf einer Antriebswelle eines Elektromotors,
durchgreifen die an einem Mitnehmer ausgebildeten Halteelemente
mit ihren abstehenden Abschnitte die Durchbrechungen in dem Nabenteil
des Lüfterflügelrades,
so dass der Mitnehmer das Nabenteil des Lüfterrades zumindest teilweise
durchdringt. Die Abschnitte der Halteelemente des Mitnehmers, die über das
Lüfterrad
hinausragen, werden anschließend
so verformt, dass der Lüfter
auf dem Mitnehmer verklemmt wird.
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Die
Lüftermontage
kann wahlweise vor oder auch nach Montage von Welle und Mitnehmer
erfolgen. Abhängig
vom Montagekonzept können
daher Mitnehmer und Lüfterrad
zuerst verstemmt werden und anschließend als eine Baugruppe auf
die gewünschte
Welle aufgepresst werden. Alternativerweise kann der Mitnehmer zuerst
einzeln auf eine Welle gepresst werden und anschließend in
beschriebener Weise an dem Lüfterrad
verstemmt werden. Dabei können
hakenförmige
Enden bzw. Laschen der abstehenden Abschnitte der Halteelemente
des Mitnehmers radial sowohl zur Außenseite des Lüfterrades hin
als auch nach innen, in Richtung auf die Antriebswelle hin, ausgerichtet
werden.
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Gegenstand
der Erfindung ist eine Vorrichtung mit im wesentlichen einem Mitnehmer,
der auf eine Welle aufgepresst werden kann und der in einem Formgebungsprozess
ein oder mehrere verformbare und abstehende Abschnitte, die als
Halteelemente dienen, bekommt. Auf diesen Mitnehmer wird bei der
Montage ein Flügelrad,
beispielsweise das Lüfterrad
eines Lüfters
gelegt. Die abstehenden Abschnitte der Halteelemente des Mitnehmers
tauchen dabei durch Öffnungen
bzw. Durchbrechungen im Nabenteil des Flügelrades hindurch. Diese Abschnitte
werden dann so verformt, dass der Lüfter dabei auf den Mitnehmer
verklemmt wird. Um das Flügelrad
mit einfachen Presszangen verstemmen zu können, empfiehlt es sich, vier,
insbesondere laschenförmige
und abstehende Abschnitte am Mitnehmer auszubilden. Je zwei dieser
vier Laschen stehen sich dabei in vorteilhafter Weise spiegelbildlich
direkt gegenüber.
Die sich so ergebenden beiden Zweiergruppen der Halteelemente werden
ebenfalls spiegelbildlich zueinander angeordnet. Mit beispielsweise
einem Zweibacken-Presswerkzeug können
so alle vier Laschen der Halteelemente mit einer einzigen Bewegung
verformt werden, nachdem das Lüfterrad
auf den Mitnehmer aufgelegt ist.
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An
den entsprechenden Stellen, an denen der Mitnehmer die abstehenden
Abschnitte der Haltelemente aufweist, sind im Flügelrad und insbesondere im
Nabenteil eines solchen Flügelrades
Durchbrechungen vorgesehen. Nach dem Auflegen des Flügelrades
auf den Mitnehmer werden die laschenförmig ausgebildeten, axial abstehenden
Abschnitte des Mitnehmers durch diese Durchbrechungen hindurchragen.
Die dem Mitnehmer abgewandten axialen Enden der abstehenden Abschnitte
der Halteelemente, welche hakenförmig
ausgebildet sind, werden dann derart verformt, dass das Flügelrad dabei
zwischen diesen Haken und einer tellerartige Verbreiterung des Durchmessers
des Mitnehmers geklemmt wird.
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Die
erfindungsgemäße Mitnehmergestaltung bzw.
das mit einem solchen Mitnehmer mögliche Verfahren zum Befestigen
eines Flügelrades,
insbesondere eines Lüfterflügelrades
auf einer Welle, gestattet es in vorteilhafter Weise, dass zur Positionierung sowie
zur Fixierung des Flügelrades
lediglich ein Bauteil verwendet wird. Dieses Bauteil lässt sich
mittels einer einfachen Einzelteilfertigung herstellen, so dass
bestehende Prozesstechniken in vorteilhafter Weise genutzt werden
können.
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Weitere
Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens
bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind
der nachfolgenden Zeichnung wie der zugehörigen Beschreibung von vorteilhaften
Ausführungsformen
zu entnehmen.
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Zeichnung
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In
der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Befestigen eines Lüfterflügelrades
auf einer Welle dargestellt, welches in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert werden
soll. Die Figuren der Zeichnung, deren Beschreibung sowie die Ansprüche enthalten zahlreiche
Merkmale in Kombination. Ein Fachmann wird diese Merkmale auch einzeln
betrachten und zu weiteren, sinnvollen Kombinationen zusammenfassen,
die somit als ebenfalls in der Beschreibung offenbart anzusehen
sind.
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Es
zeigen:
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1 ein
Ausführungsbeispiel
für einen
Mitnehmer der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Befestigung eines Flügelrades
in einer perspektivischen Darstellung,
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2 einen
Schnitt durch einen Mitnehmer gemäß 1,
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3 eine
Detailansicht des Nabenbereichs eines Lüfterflügelrades gemäß der erfindungsgemäßen Vorrichtung
in einer schematisierten Aufsicht,
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4 ein
Querschnitt des Nabenbereichs des Lüfterflügelrades gemäß 3 in
einer Detaildarstellung,
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5 eine
Detaildarstellung eines auf einen Mitnehmer aufgesetzten Flügelrades,
bei noch nicht verformten Axialabschnitten der Halteelemente in
einer perspektivischen Aufsicht.
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Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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1 zeigt
eine mögliche
Ausführungsform eines
Mitnehmers 10 der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Befestigen
eines Flügelrades
auf einer Welle. Der vorzugsweise einstückig ausgebildete Mitnehmer 10 ist
aus einem Stahlblech gezogen, kann jedoch auch aus anderen Metallen
oder auch nicht-metallischen Werkstoffen, wie beispielsweise einem
Kunststoff hergestellt werden. In diesem Fall würde der Mitnehmer in vorteilhafter
Weise durch einen Spritzprozess ausgebildet werden.
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Der
Mitnehmer 10 besitzt in seinem zentralen Bereich eine im
wesentlichen zylinderförmige Nabe 12,
welche eine Durchgangsöffnung 14 zur Aufnahme
einer Welle besitzt. Der Mitnehmer 10 wird mittels der
Nabe 12 auf einer Welle, beispielsweise der Antriebswelle
eines Elektromotors, befestigt, beispielsweise aufgepresst oder
aufgeschrumpft. In alternativen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung
kann der Mitnehmer anstelle einer Durchgangsöffnung 14 beispielsweise
auch eine Sackbohrung in der Nabe zur Aufnahme der Welle aufweisen.
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An
seinem einen axialen Ende, welches in 1 dem unteren
Ende entspricht, besitzt der Mitnehmer 10 des Ausführungsbeispiels
gemäß 1 eine
tellerähnliche
Verbreiterung 16, die einstückig mit der Nabe 12 ausgebildet
ist. An der tellerähnlichen
Verbreiterung 16 sind Halteelemente 18 in Form von
verformbaren und von der tellerförmigen
Verbreiterung 16 im wesentlichen in axialer Richtung abstehenden
Abschnitten ausgeformt. Diese Halteelemente weisen einen in axialer
Richtung verlaufenden, im wesentlichen parallelen Steg 20 sowie
ein in Umfangsrichtung des Mitnehmers 10 verlaufendes hakenförmiges Ende 22 auf.
Die verformbaren Halteelemente 18 sind im Ausführungsbeispiel
der 1 in vorteilhafter Weise in Form von Verstemmlaschen 24 ausgebildet.
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Im
Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
gemäß der 1 besitzt
der Mitnehmer 10 vier Halteelemente 18 bzw. Verstemmlaschen 24,
die gleichmäßig über den
Umfang der tellerförmigen
Verbreiterung 16 verteilt sind. Dabei sind jeweils zwei
Elemente spiegelbildlich zueinander angeordnet, so dass die sich
auf diese Weise ergebenden Zweiergruppen für sich wiederum eine spiegelbildliche
Anordnung aufweisen. In anderen Ausführungsbeispielen kann die Anzahl
und die Form der Haltelemente 18 jedoch auch variieren.
Form und Anzahl sind dabei vorteilhafter Weise derart zu wählen, dass
eine sichere und schnelle Positionierung und Fixierung eines Flügelrades
auf dem Mitnehmer möglich
ist. Um das Flügelrad,
welches beispielsweise ein Lüfterrad
eines Motorkühlungslüfters sein
kann, mit einfachen Presszangen verstemmen zu können, ist es vorteilhaft, vier
laschenförmige,
abstehende Halteelemente 18 am Mitnehmer 10 auszubilden.
Mit beispielsweise einem Zweibacken-Presswerkzeug können so
alle vier Laschen 18 der Ausführungsform gemäß 1 mit
einer einzigen Bewegung des Werkzeuges verformt werden, nachdem
das Lüfterrad
auf den Mitnehmer aufgelegt worden ist. Aus diese Weise ergibt sich
ein sehr einfaches aber zuverlässiges
Verfahren zu Befestigung des Lüfterrades auf
einer Welle.
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2 zeigt
den Mitnehmer 10 der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 1 in
einer vereinfachten Schnittdarstellung. Die hakenförmigen Enden 22 der
Halteelemente 18 weisen auf ihrer der tellerförmigen Verbreiterung 16 zugewandten
Unterseite jeweils eine Schräge 26 auf,
die mit zunehmendem Abstand von den axialen Stegen 20 eine
zunehmende Höhe
der hakenförmigen
Enden 22 über
der Oberfläche 17 der
tellerförmigen
Verbreiterung ausbilden. Die Achse 15 deutet den Verlauf
einer Welle an, auf die der Mitnehmer 10 aufgesetzt werden kann.
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3 zeigt
in einer vereinfachten Darstellung ein Lüfterrad 30, beispielsweise
eines Motorkühlungslüfters, in
einer Aufsicht als ein Beispiel für ein mögliches Flügelrad. Andere Typen und Ausführungsformen
von Flügelrädern sind
aber ebenso möglich.
Das Lüfterrad 30 in
seiner Ausführungsform nach 3 weist
in seinem zentralen Bereich eine im wesentlichen glockenförmige Lüfternabe 32 auf,
an die eine Mehrzahl von nur schematisch angedeuteten Lüfterflügeln 34 angeformt
sind. In vorteilhafter Weise sind Lüfternabe 32 und Lüfterflügel 34 einstückig ausgebildet.
In ihrem Zentrum besitzt die Lüfternabe 32 eine Öffnung 36,
durch die die Nabe 12 des Mitnehmers 10 bei der
Befestigung des Lüfterrades 30 auf
einer Welle hindurchgeführt
wird.
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Darüber hinaus
besitzt die Lüfternabe 32 eine
Mehrzahl, im Ausführungsbeispiel
gemäß 3 sind
es vier, von in Umfangsrichtung verlaufende Langlöcher 38.
Konzentrisch zu diesen Langlöchern 38 verlaufen
Schrägen 40,
die in Richtung auf das Zentrum der zentralen Öffnung 36 hin eine
zunehmende Materialstärke
aufweisen, wie dies in 4 anhand eines Schnittes entlang
der Linie AA' der 3 schematisch
dargestellt ist. In alternativen Ausführungsformen können diese
Schrägen
auch bis an die Öffnung 36 im
Zentrum der Lüfternabe 32 reichen.
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Bei
der Befestigung des Lüfterrades
auf einer Welle wird das Rad 30 mit seiner Nabe 32 auf
den Mitnehmer 10 aufgesteckt oder aufgelegt. Die von der
tellerförmigen
Verbreiterung 16 abstehenden Halteelemente 18 tauchen
dabei durch die Langlöcher 38,
die in der Nabe 32 des Lüfterrades 30 ausgebildet
sind, hindurch, so dass die Innenseite der Lüfternabe 32 auf der
Oberfläche 17 der
tellerförmigen
Verbreiterung 16 zu liegen kommt. 5 zeigt das
auf den Mitnehmer 10 bereits aufgelegte Lüfterrad 30 in
einer Darstellung, die lediglich den Bereich der Lüfternabe 32 mit
einer Vielzahl von mechanischen Verstrebungen zur Erhöhung der
Festigkeit des Lüfterrades
wiedergibt. Die Nabe 12 des Mitnehmers 10 ragt
durch die zentrale Öffnung 36 der
Lüfternabe 32 hindurch.
Um die Nabe 12 herum treten die hakenförmigen Enden 22 der
Halteelemente 18 aus den Durchbrüchen 38 in der Lüfternabe 32 hervor.
Die axialen Stege 20 (siehe 2) des Mitnehmers 10 sind
bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung dabei
gerade so lang ausgebildet, dass sie im Wesentlichen der Materialstärke der
glockenförmigen Lüfternabe 32 entsprechen,
so dass die hakenförmigen
Enden 22 frei über
der Oberseite 33 der Lüfternabe 32 zu
liegen kommen, wie dies beispielsweise in 5 dargestellt
ist.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
zur Befestigung eines Lüfterrades
auf dem Mitnehmer werden die abstehenden Halteelemente 18,
ausgehend von der in 5 dargestellten Position, anschließend derart
verformt, dass das Lüfterrad
dabei auf den Mitnehmer verklemmt bzw. verstemmt wird. Dazu werden
die hakenförmigen
Enden 22 der Halteelemente 18 im Wesentlichen
in radialer Richtung, d.h. von der zentralen Öffnung 36 der Nabe 32 weg, bzw.
auf diese Öffnung 36 hin,
verformt, beispielsweise verbogen. Die hakenförmigen Enden 22, welche die
Laschen von Verstemmlaschen 24 bilden, können dabei
sowohl nach innen, d.h. in Richtung auf die zentrale Öffnung 36 der
Nabe 32 und somit in Richtung auf die nicht weiter dargestellte
Antriebswelle hin, verformt werden, als auch zum Außenumfang der
Lüfternabe 32,
d.h. in Richtung auf die Lüfterflügel 34 hin.
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Abhängig vom
Montagekonzept kann bei dem Verfahren die Fixierung des Lüfterrades
auf dem Mitnehmer und somit auf der Welle auf unterschiedliche Montagefolgen
ausgerichtet sein. So kann beispielsweise zuerst das Lüfterrad 30 auf
dem Mitnehmer 10 verstemmt werden und anschließend diese Baugruppe
auf eine Welle aufgebracht werden, beispielsweise aufgepresst werden.
Andererseits kann der Mitnehmer 10 auch für sich,
d.h. einzeln, zuerst auf eine Welle aufgebracht, beispielsweise
gepresst werden, so dass anschließend das Lüfterrad 30 auf dem
Mitnehmer 10 verstemmt und somit mit der Antriebswelle
wirkverbunden wird.
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Wird
bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum
Befestigen eines Lüfterflügelrades 30 auf
einer Welle das Lüfterrad 30 mit
seiner Lüfternabe 32 auf den
Mitnehmer 10 aufgesteckt bzw. aufgelegt, so dass die axial
vom Mitnehmer abstehenden Halteelemente 18 durch die Langlöcher 38 der
Lüfternabe 32 hindurchtreten,
so kann das Lüfterrad 30 auf
dem Mitnehmer 10 in axialer Richtung fixiert werden, indem
die hakenförmigen
Enden 22 der Halteelemente 18 nach außen gebogen
werden und jeweils gegen die Schrägen 40 der Lüfternabe 32 verstemmt
werden. Zur besseren Montagefähigkeit
besitzt das Lüfterrad 30 hierzu
Elemente, die es zur Auflagefläche des
Mitnehmers genau positionieren. Auf diese Weise kommen die Langlöchern 38 der
Nabe 32 des Lüfterrades 30 an
den Stellen zu Deckung bzw. zu liegen, an denen der Mitnehmer 10 die
Halteelemente 18 hat. Nach dem Auflegen des Lüfterrades 30 auf den
Mitnehmer 10 werden die hakenförmigen Enden 22 der
Verstemmlaschen 24 durch die Langlöcher 38 dann hindurchragen.
Das Lüfterrad 30 liegt
mit seiner Lüfternabe 32 somit
zwischen den hakenförmigen Enden 22 der
Verstemmlaschen 24 und der Auflagefläche 17 des Mitnehmers 10.
Zur Fixierung des Lüfterrades 30 werden
die hakenförmigen
Enden 22 bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nunmehr in beschriebener
Weise in – im
wesentlichen – radialer Richtung
verformt. An der Lüfternabe 32 sind
schräge
Ebenen 40 an den Stellen angeformt, zu denen sich die Enden 22 der
Laschen 24 beim Verstemmen hinbewegen. Diese Schrägen 40 erzeugen
eine zusätzliche
Verkeilung des Mitnehmers 10 am Lüfterrad 30, was den
Festsitz des Lüfterrades
erhöht.
Die Halteelemente 18 liegen sodann formschlüssig an
der Lüfternabe
und insbesondere an der Oberfläche 33 der
Lüfternabe 32 an.
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Im
dargestellten Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
weisen auch die hakenförmigen
Enden 22 der Halteelemente 18 zusätzliche
Schrägen 26 auf.
Diese Schrägen 26 sind
an derjenigen Kante der Verstemmlaschen 24 angeordnet,
die im montierten Zustand auf die Nabenoberfläche 33 weist. Auf
diese Weise wird eine weitere Verkeilung erzeugt, die eine sichere
Befestigung des Lüfterrades 30 auf
dem Mitnehmer 10 und somit auf einer Welle ermöglicht.
Die Schrägen 26 bzw. 40 am Mitnehmer 10 bzw.
an der Nabe 32 des zu montierenden Lüfterrades 30 können alternativ
oder aber auch zusammen, d.h. an beiden Teilen der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ausgebildet sein. Auch ist es möglich,
diese Schrägen
abwechselnd am Mitnehmer 10 und am Lüfterrad 30 auszubilden.
Um eine ausgewogene und sichere Befestigung gegenüber allen
sechs Freiheitsgraden des Lüfterrades 30 zu
erhalten, empfiehlt es sich, den Mitnehmer 10 beispielsweise
mit drei Halteelementen 18 bzw. entsprechenden Verstemmlaschen 24 auszubilden,
die insbesondere gleichmäßig am Umfang
des Mitnehmers verteilt sein können.
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Um
ein Lüfterrad
mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
bei einer automatisierten Montage mit einfachen Presszangen auf
dem Mitnehmer 10 verstemmen zu können, ist es jedoch vorteilhaft,
vier Verstemmlaschen 24, wie im gezeigten Ausführungsbeispiel
dargestellt, am Mitnehmer 10 anzuformen. Je zwei dieser
vier Verstemmlaschen 24 stehen sich dabei vorteilhafter
Weise spiegelbildlich direkt gegenüber. Die sich so herausbildenden
Zweiergruppen der Verstemmlaschen 24 stehen dabei wiederum spiegelbildlich
zueinander. In einer derartigen Anordnung können mit einem Zweibacken-Presswerkzeug alle
vier Verstemmlaschen 24 des Mitnehmers 10 mit nur
einer Bewegung des Werkzeuges verformt werden, nachdem das Lüfterrad 30 auf
den Mitnehmer 10 aufgelegt worden ist. Dabei können die
Verstemmlaschen 24 sowohl zur Außenseite des Lüfterrades 32,
d.h. in Richtung auf die Lüfterflügel 34,
als auch nach innen, d.h. in Richtung der zentralen Öffnung 36,
ausgerichtet werden. Auch eine alternierende Ausrichtung nach innen
und außen
ist für
die Verstemmlaschen 24 möglich. Dabei sollte in vorteilhafter
Weise jeweils eine Schräge 40 in
Verstemmrichtung angeordnet sein.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Befestigen eines Lüfterflügelrades
auf einer Welle ermöglicht
eine vorteilhafte Alternative zu den bekannten Mitnehmer-Gestaltungen.
In vorteilhafter Weise benötigt
das erfindungsgemäße Verfahren
lediglich ein Bauteil zur Positionierung und zur Fixierung eines Lüfterrades
auf einem Mitnehmer bzw. auf einer Welle. Der erfindungsgemäße Mitnehmer 10 lässt sich
in vorteilhafter Weise einstückig
aus einer einfachen Einzelteilfertigung herstellen, so dass bestehende Prozesstechniken
v genutzt werden können.
Dabei werden die verformbaren und abstehenden Abschnitte, welche
die Halteelemente für
das Lüfterrad
bilden, bereits im Formgebungsprozess des Mitnehmers ausgebildet.
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Prinzipiell
lassen sich mit der vorgestellten Methode auch andere Anbauteile
auf einer Welle fixieren. Darüber
hinaus könnten
beispielsweise auch die Lager eines Motors, beispielsweise eines
Antriebsmotors für
ein Lüfterrad über derartige
Verstemmlaschen, die am Gehäuse
des Motors ausgebildet sind, fixiert werden.
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Die
erfindungsgemäß Vorrichtung
zum Befestigen eines Lüfterrades
auf einer Welle ist nicht auf die in den Figuren dargestellte Ausführungsform
beschränkt.
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Insbesondere
ist die erfindungsgemäße Vorrichtung
nicht beschränkt
auf die Anzahl und Form der Halteelemente, die am Mitnehmer ausgebildet sind.
Anzahl und Form der Halteelemente sind nach Anforderung und Größe des Lüfterrades
derart zu wählen,
dass eine sichere Positionierung und Fixierung des Lüfterrades
auf der Welle ermöglicht
wird.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
ist des Weiteren nicht beschränkt
auf die in der Beschreibung angesprochenen Materialien. So kann
der Mitnehmer beispielsweise auch aus einem Kunststoff ausgebildet
sein. Ebenso ist es möglich,
lediglich die Nabe und ggfls die Halteelemente des Mitnehmers aus
einem Metall herzustellen und die weitere Form des Mitnehmers durch
Umspritzung der metallischen Teile mit beispielsweise einem Kunststoff
auszubilden.