DE4234292A1 - Axiallüfter mit Kuststoffschaufeln - Google Patents

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.