DE4234292A1 - Axiallüfter mit Kuststoffschaufeln - Google Patents
Axiallüfter mit KuststoffschaufelnInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Axiallüfter mit Kunststoff
schaufeln, Kunststoffnabe und metallischem Ringflansch, der in die
Kunststoffnabe eingebettet ist - nach dem Oberbegriff des Pa
tentanspruches 1. Ein solcher Axiallüfter wurde durch die
DE-A-29 02 135 bekannt.
Bei diesen Axiallüftern trägt eine durchgehende Kunststoffnabe die
Lüfterschaufeln, die einstückig mit der Nabe als Kunststoffteil ge
spritzt werden. In die Kunststoffnabe ist ein metallischer Ring
flansch eingebettet, mit welchem der Lüfter beispielsweise an einer
Flüssigkeitsreibungskupplung, die von einer Brennkraftmaschine ange
trieben wird, befestigt ist. Die Herstellung eines solchen Lüfterra
des ist insofern sehr aufwendig und teuer, weil man zum Spritzen des
Kunststoffteiles ein großes Werkzeug (entsprechend dem Durchmesser
des Lüfterrades) benötigt, mit welchem der Lüfter in einem Spritz
vorgang hergestellt wird, wobei der metallische Ringflansch in das
Spritzwerkzeug eingelegt und somit umspritzt wird. Bei kleinen
Stückzahlen ist die Herstellung eines derartigen Spritzwerkzeuges zu
teuer, so daß Kunststofflüfter in Kleinserien wirtschaftlich kaum
herstellbar sind. Man muß dann auf andere Bauweisen, z. B. angenie
tete Lüfterblätter aus Metall, ausweichen.
Durch die DE-A 25 23 230 wurde eine Lüfterbauweise bekannt, bei wel
cher ein metallischer Ringflansch mit fensterartigen Ausnehmungen
versehen ist, in welche einzeln angefertigte Lüfterschaufeln aus
Kunststoff eingesetzt sind, die anschließend mit einer Kunststoff
nabe umspritzt wurden. Bei dieser Bauweise werden also drei Bauele
mente, nämlich der metallische Ringflansch, die Kunststoffnabe und
die einzelnen Lüfterschaufeln miteinander verbunden. Dabei ist
sowohl ein Werkzeug für die Lüfterschaufeln als auch ein weiteres
Werkzeug für die Kunststoffnabe erforderlich, was immer noch relativ
hohe Herstellkosten bedeutet. Darüber hinaus ist die Festigkeit der
Verbindung zwischen Schaufelfuß und Nabe für höhere Beanspruchungen
nicht ausreichend.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Axiallüfter der
eingangs genannten Art auch in kleinen Stückzahlen wirtschaftlich
herzustellen, insbesondere mit geringen Werkzeugkosten und hoher
Festigkeit.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Pa
tentansprüche gelöst, d. h. also im wesentlichen dadurch, daß die
Lüfterschaufeln einzeln und nacheinander an den metallischen Ring
flansch angespritzt werden. Dazu wird nur ein Werkzeug, welches für
eine Lüfterschaufel ausgelegt ist, benötigt - ein solches Werkzeug
für eine Schaufel ist natürlich erheblich billiger als ein Werkzeug
für den gesamten Schaufelkranz. Der Ringflansch, der von dem Spritz
werkzeug umfaßt wird, wird also sukzessive und in den Abständen der
Schaufelteilung an dem Werkzeug vorbeigeführt, so daß die Schaufeln
nacheinander auf dem Umfang angespritzt werden. Auf diese Weise kön
nen Axiallüfter mit Kunststoffschaufeln auch in kleinen Stückzahlen
wirtschaftlich hergestellt werden, da das Werkzeug für eine Serie
erheblich billiger ist.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden an
schließend, d. h. nach dem Anspritzen der Schaufeln, in die Lücken
zwischen den Nabenteilstücken Zwischenstücke eingesetzt, z. B. mit
tels einer Clipsverbindung. Diese Zwischenstücke sind vorzugsweise
strömungsgünstig ausgebildet und stellen somit eine vollständige,
aerodynamisch vorteilhafte Nabenkontur her. Diese Zwischenstücke
können auch auf einer Seite des Lüfters untereinander verbunden
sein, so daß sie einen geschlossenen Blendenkranz bilden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung können die
Zwischenstücke auch als Ausgleichsgewichte ausgebildet sein und so
mit unterschiedliches Gewicht und/oder Größe aufweisen - damit kann
der Axiallüfter also gleichzeitig gewuchtet werden.
Die Erfindung beinhaltet auch ein Verfahren zur Herstellung dieses
Lüfters und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge
stellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Teilansicht auf den Axiallüfter,
Fig. 2 einen Teilschnitt gemäß der Linie A-A und
Fig. 3 einen Teilschnitt gemäß der Linie B-B.
Fig. 1 zeigt einen Axiallüfter, d. h. dessen obere Hälfte in einer
Ansicht von vorne, wobei nur vier Lüfterschaufeln 1, 2, 3, 4 aus
Kunststoff dargestellt sind, während die übrigen nicht dargestellten
gleichmäßig und in gleicher Weise auf dem Umfang verteilt sind. Die
Lüfterschaufeln 1, 2, 3, 4 weisen jeweils einen Schaufelfuß 5, 6, 7,
8 auf, der als Nabenteilstück ausgebildet ist und einen zylindri
schen Teil 11 eines metallischen Ringflansches 9 umfaßt. Zwischen
den einzelnen Nabenteilstücken 5, 6, 7, 8 befinden sich Lücken 12,
13, 14, 15, 16, innerhalb welcher der Ringflansch 9, 11 nicht mit
Kunststoff umspritzt ist. Diese Lücken ergeben sich - wie später
ausgeführt wird - aus der Herstellung des Lüfterrades; sie können
auch abschließend durch Zwischenstücke ausgefüllt werden, wie dies
beispielsweise durch ein Zwischenstück 18 in der Lücke 16 darge
stellt ist. Ein solcher Axiallüfter wird vorzugsweise für die Küh
lung von Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen eingesetzt, und zwar
hinter dem Kühler, wo ein solcher Axiallüfter vorzugsweise auf einer
Flüssigkeitsreibungskupplung, angetrieben durch den Kraftfahrzeugmo
tor, mittels des Ringflansches 9 und der Bohrungen 10 befestigt ist.
Wie aus Fig. 2, einem Radialschnitt durch das Nabenteilstück 6, er
kennbar, ist der zylindrische Bereich 11 des Ringflansches 9 voll
ständig von dem Nabenteilstück 6 umspritzt. Dies geschieht in der
Weise, daß ein Werkzeug, welches für eine Lüfterschaufel, hier also
die Lüfterschaufel 2, ausgelegt ist, an den Ringflansch 9, 11 ange
setzt wird, so daß beide Werkzeughälften den Ringflansch 9, 11 dicht
umschließen. Dann wird eine Lüfterschaufel einschließlich des zuge
hörigen Schaufelfußes bzw. Nabenteilstückes abgespritzt und ist da
mit bereits fest und in der richtigen Position mit dem Ringflansch
9, 11 verbunden. Anschließend wird das Werkzeug geöffnet und - um
die Schaufelteilung in Umfangsrichtung versetzt - wiederum am Ring
flansch 9, 11 angesetzt, damit die nächste Schaufel gespritzt und
somit gleichzeitig am Ringflansch befestigt werden kann. Dieser Vor
gang wird so oft wiederholt, bis sämtliche Lüfterschaufeln am Umfang
des Ringflansches 11 angeordnet sind. Die Lücken 12, 13, 14, 15, 16
zwischen den einzelnen Nabenteilstücken 5, 6, 7, 8 entstehen da
durch, daß der Ringflansch 11 in diesen Bereichen zwischen den Hälf
ten des Spritzwerkzeuges eingespannt ist, so daß dorthin kein Kunst
stoff gelangt.
Wie Fig. 3 zeigt, sind diese Lücken, hier also die Lücke 16, durch
identische Zwischenstücke, hier das Zwischenstück 18, ausgefüllt,
die nach dem Spritzen aller Lüfterschaufeln an dem Ringflansch 9, 11
befestigt werden, z. B. durch eine in der Zeichnung angedeutete
Clipsverbindung. Mit diesen Zwischenstücken ergibt sich eine in der
Kontur geschlossene, strömungsgünstig ausgebildete Nabe, wobei die
Zwischenstücke zusätzlich auch als Strömungsleitkörper für die
Schaufelströmung oder als Ausgleichsgewichte zum Wuchten des Lüfters
ausgebildet werden können.
Der Vorteil dieser Herstellungsweise besteht darin, daß lediglich
ein relativ kleines Werkzeug, welches im wesentlichen die Abmessun
gen einer Lüfterschaufel mit Schaufelfuß aufweist, benötigt wird,
was die Werkzeugkosten somit erheblich (etwa proportional zur
Schaufelzahl) herabsetzt. Dennoch sind die Bauweise und die übrigen
Vorteile eines einstückig abgespritzten Kunststofflüfterkranzes die
selben wie bei einem erfindungsgemäß hergestellten Lüfter, insbeson
dere die Festigkeit der Schaufelfußverbindung mit der Nabe. Diese
Herstellungsweise empfiehlt sich insbesondere für Lüfter für die
Kühlung von Kraftfahrzeugmotoren, und zwar für relativ große Lüfter
in kleinen Stückzahlen, d. h. bei Nutzfahrzeugen.
Claims (6)
1. Axiallüfter mit Kunststoffschaufeln, Kunststoffnabe und metal
lischem Ringflansch, der in die Kunststoffnabe eingebettet
ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffnabe in Um
fangsrichtung entsprechend der Schaufelzahl in Nabenteilstücke
(5, 6, 7, 8) aufgeteilt ist, die durch Lücken (12, 13, 14, 15,
16) voneinander getrennt und beabstandet sind, und daß jedes
Nabenteilstück (5, 6, 7, 8) eine Schaufel (1, 2, 3, 4) trägt,
die in einem Stück mit dem Nabenteilstück als Schaufelfuß um
den Ringflansch (9, 11) gespritzt ist.
2. Axiallüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Ringflansch (9) in seinem radial äußeren Bereich topfförmig
mit einem zylindrischen Ringteil (11) ausgebildet ist, welches
von jedem Nabenteilstück (5, 6, 7, 8) umspritzt ist.
3. Axiallüfter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Lücken (12, 13, 14, 15, 16) durch Zwischenstücke (18)
ausgefüllt sind, die nach dem Spritzen eingesetzt werden.
4. Axiallüfter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Zwischenstücke (18) als Wuchtklammern mit unterschiedlichen
Gewichten ausgebildet sind.
5. Verfahren zur Herstellung eines Axiallüfters nach Anspruch 1
oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtzahl der Schau
feln (1, 2, 3, 4), jeweils zusammen mit dem Schaufelfuß als
Nabenteilstück (5, 6, 7, 8), d. h. in aufeinanderfolgenden
Spritzvorgängen mit demselben Werkzeug um den Ringflansch (11)
gespritzt wird.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß für eine Schaufel und einen zuge
hörigen Schaufelfuß nur ein Spritzwerkzeug vorgesehen ist,
welches in Radialebene (senkrecht zur Rotationsachse des Lüf
ters) geteilt ist, den Ringflansch (9, 11) dichtend umfaßt und
in Axialrichtung entformbar ist.
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ID=6470222
Family Applications (1)
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