DE1949510A1

DE1949510A1 - Herstellverfahren fuer Radiallaufraeder von Kleinstventilatoren

Info

Publication number: DE1949510A1
Application number: DE19691949510
Authority: DE
Inventors: Hans Materna
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-10-01
Filing date: 1969-10-01
Publication date: 1971-04-08

Description

HANS MATERNA 7303 Neuhausen/Filder

Llndenetre8e55 I >/ 4 ^ V 1 U

den 29. September 1969

Anmelder:

Hans Materna

7303 ffeuhausen/Filder

Mndenstraße 55

Anmeldungsgegenstand:

Herstellverfahren für Radiallaufräder von Kleinstventilatoren.

Beschreibung.

Die Erfindung betrifft ein Herstellverfahren für Radiallaufräder von Kleinstventilatoren, insbesondere für Radiallaufräder mit hoher Druckzahl und einem Minimum an inneren Verlusten.

Radiallauf räder, die Druclczahlen in der Größenordnung von 1 bei Lieferzählen in der Größenordnung von 0,05 ermöglichen, weisen Nabenverhältnisse von weniger als 0,5 auf? weitere typische Merkmale sind rückwärts gekrümmte Schaufeln, verhältnismäßig kleine Radbreiten und zumeist konische Deckscheiben. Bei solchen Radiallaufrädern erreicht der Radreibungsverlust, bezogen auf glatte Radscheiben, ungefähr die Nutzleistung. Weil durch Unebenheiten an den Radscheiben, z.B. aufgrund der Schaufelbefestigung, die RadreibungeVerluste leicht auf das 10- bis 2Ofache des Wertes von glatten Radscheiben steigen, ist daher für die genannten Radiallaufrad«

- 2 - 109815/1124

8AD OBiGlHAL

zur Erzielung des Minimums an inneren Verlusten ein Herstellverfahren erforderlich., welches jeweils beiderseits glatte Badscheiben und glatte Schaufelflächen zu fertigen gestattet.

Es ist bekannt, daß die Radiallaufräder von Kleinstventilatoren, die Radaußendurchmesser in der Größenordnung von 100 mm und Hadbreiten in der Größenordnung von 10 mm aufweisen, bei erträglichem Aufwand, grundsätzlich nicht in einem Stück hergestellt werden können. Da der kleinen Radbreiten wegen die Befestigung der Schaufeln an den Radscheiben durch Schweißen oder Löten praktisch zu große Schwierigkeiten bereitet, stellen die bekannten Herstellverfahren darauf ab, die Schaufeln mittels daran angebrachter Niet- oder Biegelaschenansätze mit den Radscheiben zu verbinden. Dabei ist allerdings eine optimal kostengünstige Herstellung nicht zu erzielen, weil außer den Werkzeugen für die .fertigung der Einzelteile weitere Werkzeuge bzw. Vorrichtungen für den Zusammenbau erforderlich sind. Ungünstig ist dabei ferner, daß der Aufwand für das ψ Auswuchten erhöht und die von den Radscheiben allein her mögliche Umfangsgeschwindigkeit infolge der begrenzten Gesamtfestigkeit bei weitem nicht erreicht werden kann. Besonders nachteilig ist, daß aufgrund der überstehenden Uietsetzköpfe bzw. Biegelaschen der Radreibungsverlust sehr erheblich größer wird als bei glatten Radscheiben«

Die Erfindung stellt sich, die Aufgabe, die Herstellung von Radiallaufrädern für Kleinstventilatoren so zu ermöglichen, daß sich b©i kostengünstigem Fertigungsablauf sowohl glatte

- 3 ~ 109815/1124

BAD ORIGINAL

Schaufelflächen als auch, jeweils beiderseits glatte Radscheiben ergeben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jede der beiden Radscheiben zusammen mit jeweils einem Teilstück der einzelnen Schaufel hergestellt wird, wobei die Teilstücke der Schaufeln so geformt sind, daß jeweils zwei gleichliegende Teilstücke entweder überwiegend formschlüssig bei geringer Schaufelflächenüberlappung oder überwiegend infolge zu bewirkender Oberflächenhaftung kraftSchlussig bei großer Schaufelflächenüberlappung zusammengefügt und miteinander vorzugsweise verklebt werden.

Einem ersten Ausgestaltungsbeispiel zufolge kann so vorgegangen werden, daß die eine Radscheibe mit den Schaufeln zusammen aus einem Stück gefertigt ist, wobei jede Schaufel als Teilstück ohne den Schaufelfußrundungsbereich für die andere Radscheibe ist, und daß die andere Radscheibe für jede einzelne Schaufel den zugehörigen Schaufelfußrundungsbereich aufweist, in welchem eine Nut in der Breite der Schaufeldicke eingelassen ist, so daß sich nach dem Zusammenbau der beiden Laufradteile ein Formschluß in bezug auf die radial wirkenden Kräfte ergibt, und daß ferner die feste Verbindung der. beiden Laufradteile miteinander je nach dem Werkstoff entweder durch Kleben oder durch Löten oder durch Schweißen erfolgt. In einer Abwandlung dieses Beispiels sind die Nut in jedem Schaufelfußrundungsbereich und das darin einzusetzende Ende des zugehörigen Sdstouifelteilstücks schwalbenschwanzförmig ausgebildet, wodurch sich ein echter Formschluß ergibt·

109815/1124

Ein zweites Ausgestaltungsbeispiel ist darauf abgestellt, daß jede der beiden Radseheiben mit den gleichen Sehaufelteilstükken, die jeweils durchgehend die halbe Schaufeldicke aufweisen» *us einem Stück gefertigt ist, wobei jedes Schaufelteilstück ohne den Schaufelfußrundungsbereich für die andere Radscheibe ist, und daß ferner die feste Verbindung der beiden Laufradteile miteinander je nach dem Werkstoff entweder durch Kleben oder durch löten oder durch Schweißen erfolgt. Eine Abwandlung dieses Beispiels besteht darin, daß jedes Sehaufel-.teilstüek nur ungefähr in seiner halben Länge mit der halben Schaufeldicke ausgeführt wird und daß dieses verkürzte Schaufelteilstück schwalbenschwanzartig in das zugehörige Gegen-Teilstück eingesetzt wird, wodurch sich ein echter Formschluß ergibt.

Weitere erfindungsgemäße Ausbildungen betreffen die Gestaltungsmöglichkeiten der Radiallaufräder zum Anschluß an die Antriebseinrichtungen: Danach wird je nach dem Werkstoff die zur Laufradbefestigung erforderliche Nabenbüchse entweder angepreßt bzw. angegossen oder als Einpreßteil bei der Herstellung der Radrückecheibe eingesetzt; statt dessen kann aber auch erforderlichenfalls die Laufradwelle entweder angepreßt bzw. angegossen oder als Einpreßteil bei der Herstellung der Radrückscheibe eingesetzt werden.

Erfindungsgemäß körnen die Laufradteile durch Fressen oder Spritzen aus geeigneten Kunststoffen oder Metallen oder aber

109815/1124

"·'-'-. ■■■ * ^BAD ORIGINAL

durch Sintern aus geeigneten Metallen oder mineralischen Werkstoffen gefertigt werden,

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben, E· zeigen

Fig. 1 einen abgewickelten koaxialen Schnitt durch ein Radiallaufrad gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,

Pig, 2 einen gleichliegenden Schnitt durch ein

Radiallaufrad gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel,

Pig. 3 einen weiteren gleiohliegenden Schnitt

durch ein Radiallaufrad gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel,

Fig. 4a einen achsensenkrechten Schnitt durch ein

Radiallaufrad gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel,

Pig, 4b einen in bezug auf die Flg. 4a senkrechten Schnitt durch das Radiallaufrad gemäß der Fig. 4a.

109815/112A

BAD ORJGJNAl

Die fig» 1 betrifft ein Radiallaufrad in zweiteiliger Ausführung gemäß dem ersten Beispiel. Die Raddeekseheibe 2 ist mit den Sehaufelteilstücken voller Dicke 5» die zusammen in einem Stück gefertigt sind, besetzt. Am freien Ende jedes Schaufelteilatücks 5 fehlt der Schaufelfußrundungsbereich» Die lad* rückscheibe 1 weist die in bezug auf die Schaufelteilstücke 5 gleichliegenden Sehaufelfußrundungsbereiehe 3 mit parallelwandigen Nuten auf. Der Zusammenbau der beiden laufradteile, bei dem sich ein Formschluß in bezug auf die radial wirkenden Kräfte ergibt, kann entweder durch Kleben oder Löten oder Schweißen erfolgen; der erwähnte Pormschluß verhindert dabei das Auftreten von Scherkräften in den Verbindungsnähten. Deswegen kann man sich beispielsweise darauf beschränken, diese Verbindungsnähte lediglich in jeweils einen kleinen Bereich an den Schaufelenden zu legen.

Die Fig. 2 zeigt eine Abwandlung des Beispiels der Fig. 1, in welchem die Radrückscheibe 1 mit Schaufelfußrundungsbereichen 4 mit jeweils schwalbenschwanzfö'rmiger Mut versehen ist. Bei dem Zusammenbau der beiden laufradteile ergibt sich ein i'ormschluß sowohl in radialer als auch in axialer Richtung, so daß die zusätzliche Verbindung durch Kleben etc. überflüssig wird.

Die Pig. 3 betrifft ein Radiallaufrad in wiederum zweiteiliger Ausführung gemäß dem zweiten Beispiel. Die Raddeckscheibe 2 ist mit den Schaufelteilstücken durchgehend halber Dicke 6, die zusammen in einem Stück gefertigt sind, besetzt; am freien Ende jedes Sohaufeltellatüok·» 6 fehlt der Schaufelfußrundungsbtreioh. Dit Radrüokachtib· 1 wtiet per fertigung in tine»

loggte/im

Stück die gleichliegenden Schaufelteilstücke 6a auf, an deren freien Enden wiederum die Schaufelfußrundungsbereiche fehlen. Die jeweils fehlenden Schaufelfußrundungsbereiche sind Bestandteile der jeweils anderen Radscheibe. Der Zusammenbau der beiden Laufradteile kann wiederum entweder durch Kleben oder löten oder Schweißen erfolgen. Da wegen der Schaufelkrtimmung die Verbindungsnahte in radialer Richtung entlastet sind, können diese Verbindungsnähte wiederum in jeweils einen kleinen Bereich an den Schaufelenden gelegt werden.

Die -b'ig. 4a und die fig. 4b zeigen eine Abwandlung des Beispiels der Pig. 3. Sie besteht darin, daß jedes der Schaufelteilstücke 7, welche mit der Raddeckscheibe 2 zusammen ein in einem Stück gefertigtes XE Teil bilden, nur ungefähr in der halben Länge der vollständigen Schaufel und mit halber Schaufeldicke ausgeführt wird und zudem am freien Ende keinen Sehaufelfußrundungsbereich besitzt, und daß ferner das Schaufelteilstück 7 schwalbenschwanzartig in 'das zugehörige Gegen-Schauf elteilstück 8 eingesetzt wird. Die Gegen-Schaufelteilstücke 8 sind in diesem Beispiel mit der Radrückscheibe 1 zusammen als ein Stück gefertigt, wobei der jeweils rundum laufende Schaufelfußrundungsbereich 9 in dem mitt/leren Teilbereich zugleich das freie Ende des jeweiligen Schaufelteilstückes 7 abschließt. Bei dem Zusammenbau der beiden Laufradteile ergibt sich ein vollständiger Formschluß, so daß die zusätzliche Verbindung durch Kleben etc. überflüssig wird.

109815/1124

6AD ORIGINAL

Mit dem erfindungsgemäßen Herstellverfahren ergibt sich zunächst als vorteilhaft, daß grundsätzlich mit lediglich zwei verschiedenen Werkzeugen die "beiden Laufradteile, die in den Beispielen beschrieben sind und aus einem beliebigen der geeigneten Werkstoffe bestehen können, kostengünstig gefertigt werden können. Ein erheblicher Vorteil wird ferner darin gesehen, daß diese beiden Laufradteile auch ohne Zuhilfenahme von Fügetechniken wie beispielsweise Kleben oder Löten oder Schweißen zusammengesetzt werden können, wobei das resultierende Radiallaufrad auch hohen Festigkeitsansprüchen genügt. Als besonderer Vorteil ist anzuführen, daß alle Flächen der Radscheiben und der Schaufeln völlig glatt, d.h. ohne störende Vorsprünge oder ähnliches ausgeführt sind, so daß sich bei den Radreibungsverlusten lediglich das unvermeidliche Minimum ergibt.

10 9 815/1124

Claims

7303 Neuhaueen/Filder 1Π/ηΓ1Π

Undonstreße 55 I >ί *t C» O I (J

J den 29. September 1969

Anmelder:

Hans Materna

7305 Neuhausen/Pilder

Lindenstraße 55

Anmeldungspegenstand:

Herstellverfahren für Radiallaufräder von Kleinstventxlatoren.

Patentansprüche»

Herstellverfahren für Radiallaufräder von Kleinstventilatoren, insbesondere für Radiallaufräder mit hoher Druckzahl und einem Minimum an inneren Verlusten, dadurch gekennzeichnet, daß jede der beiden, Radscheiben zusammen mit jeweils einem Teilstück der einzelnen Schaufel hergestellt wird, wobei,die Teilstücke der Schaufeln so geformt sind, daß jeweils zwei gleichliegende Teilstücke entweder überwiegend formschlüssig bei geringer Schaufelflächenüberlappung oder überwiegend infolge zu bewirkender Oberflächenhaftung kraftSchlussig bei großer Schaufelflächenüberlappung zusammengefügt und miteinander vorzugsweise verklebt werden.
2. Herstellverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Radscheibe mit den Schaufeln zusammen aus einem Stück gefertigt sind, wobei jede Schaufel als Teilstück ohne den Schaufelfußrundungebereich für die andere

10 9815-/1124

ßAD ORIGINAL

ι*

!Radscheibe Ist, und daß die andere Radscheibe für jede einzelne Schaufel den zugehörigen Schaufelfußrundungsbereich aufweist, in welchem eine Nut in der Breite der Schaufeldicke eingelassen ist, so daß sich nach dem Zusammenbau der beiden Laufradteile ein Formschluß in bezug auf die radial wirkenden Kräfte ergibt, und daß ferner die feste Verbindung der beiden Laufradteile miteinander je nach dem Werkstoff entweder durch Kleben oder durch Löten oder durch Schweißen erfolgt.
3. Herstellverfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wut in jedem Schaufelfußrundungsbereich und das darin einzusetzende Ende des zugehörigen Schaufelteils tüeks schwalbenschwanzförmig ausgebildet sind, wodurch sich ein echter lOrmschluß ergibt.
4· Herstellverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der beiden Radscheiben mit den gleichen Schaufelteilstücken, die jeweils durchgehend die halbe Schaufeldicke aufweisen, aus einem Stück gefertigt ist, wobei jedes Schaufelteilstück ohne den Schaufelfußrundungsbereich für die andere Radscheibe ist, und daß ferner die feste Verbindung der beiden Laufradteile miteinander je nach dem Werkstoff entweder durch Kleben oder durch Löten oder durch Schweißen erfolgt.

109815/1124
5. Herstellverfahren nach Anspruch 1 und 41 dadurch gekennzeichnet, daß jedes Schaufelteilstück nur ungefähr in seiner halben Länge mit der halben Schaufeldicke ausgeführt wird und daß dieses verkürzte Schaufelteilstüok schwalbenschwanzartig in das zugehörige Gegen-Teilstück eingesetzt wird, wodurch sich ein echter Pormschluß ergibt.
6. Herstellverfahren nach Anspruch 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß je nach dem Werkstoff die zur laufradbefestigung erforderliche iiabenbüchse entweder angepreßt bzw. angegossen oder als Einpreßteil bei der Herstellung der Radrückscheibe eingesetzt wird.
7. Herstellverfahren nach Anspruch 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß erforderlichenfalls die laufradwelle entweder angepreßt bzw. angegossen oder als Einpreßteil bei der Herstellung der Radrückscheibe eingesetzt wird.
8. Herstellverfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufradteile durch Pressen oder Spritzen aus geeigneten Kunststoffen oder Metallen oder aber durch Sintern aus geeigneten Metallen oder mineralischen Werkstoffen gefertigt werden.

10 9 815/1124

&AD ORIGINAL

Λ.

Leerseite