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Verfahren zur Herstellung eines Schaufelrades
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Schaufelrades, gemäss dem durch Einschnei- den einer kreisförmigen, vorzugsweise ebenen Platine sektorartige Teile gebildet und diese verformt wer- den und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Einschnitte so geführt werden, dass sie einen innerhalb der sektorartigen Teile liegenden, zum Platinenumfang konzentrischen Kreis tangieren.
In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in einer Ausführungsform beispielsweise veranschau- licht.
Die Fig. 1 und 2 geben das Schaufelrad in einander zugeordneten Rissen wieder. Die Fig. 3 - 5 veranschaulichen die Werkzeuge (Patrize und Matrize) sowie eine derartige zur Herstellung des Schaufelrades vorerst eingeschnittenen Platine. Verschiedene Verwendungsarten des Schaufelrades sind mehr schematisch aus den Fig. 6 - 9 zu ersehen.
Beim Schaufelrad gemäss der Erfindung kommt es auf bestimmte geometrische Verhältnisse an. Fernerhin werden vor der Erläuterung dieses Schaufelrades noch die folgenden Definitionen über Schaufelräder vorausgeschickt.
1. Linksgängige Schaufelräder sind solche, die bei Drehung im Uhrzeigersinn in ruhendem Medium Reaktionskräfte in Richtung der positiven Z-Achse und Strömungen in Richtung der negativen Z-Achse auslösen.
2. Nachlaufende Schaufeln sind solche, bei denen der an das Kantenende gelegte Radialstrahl bei Drehung im Uhrzeigersinn in den an die Kantenwurzel gelegten Radialstrahl übergeht.
3. Bei einem linksgängigen Schaufelrad entsprechend 1. und 2. ist bei Betrachtung in Strömungrichtung die Austrittskante der Eintrittskante im Uhrzeigersinn nachlaufend.
Gemäss dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Schaufelrad aus einer ebenen Platine 1 hergestellt. In Fig. 4 ist diese Platine veranschaulicht, u. zw. sind dort bereits geradlinige Schnitte 2 eingezeichnet. Der Herstellungsvorgang ist so, dass die Platine 1 auf die Matrize 14 (Fig. 5) gelegt und dann die Patrize 15 (Fig. 3) abgesenkt wird. Es ergibt sich so in einem einzigen Arbeitsgang, dass bei Schaufelrädern nach den Fig. 1 und 2 die Schnitte 2 bzw. diese Schnittlinien einen um den Mittelpunkt 4 der Platine 1 gelegten Kreis 17 tangieren. Dabei begrenzt ein um den Mittelpunkt 4 der Platine 1 gelegter Kreis 5 die einzelnen Segmente 3 (Schaufelteilstücke) von innen und ein um den Mittelpunkt 4 der Platine 1 gelegter Kreis 6 die einzelnen Segmente 3 von aussen.
Beim Absenken der Patrize 15 auf die Matrize 14 erfolgt eine Verschränkung (räumliche Verformung) des Flächenteiles, der in den Fig. 1 und 2 mit 13 benannt ist. Während dieser Verschränkung verbleiben der äussere Segmentumfang 7 und die eine Schnittkante 8 in einer Ebene ; in der gleichen Ebene liegt vor und nach dem Verschränken auch der grössere Teil der andern Schaufelkante 9, wie aus der Zeichnung Fig. 2 ersichtlich. Diese gesamte, stets plan verbleibende Fläche ist mit 11 benannt. Wie gesagt, wird nur die Fläche 13 räumlich entsprechend verformt. Diese Fläche 11 ist begrenzt von der ungefähr Senkrechten 10 von einer Schaufelkante 8 auf die andere Schaufelkante 9 in der Kantenwurzel 12 und aussen durch den Segmentumfang 7.
Die gesamte Verschränkung ist derart durchgeführt, dass Schaufelräder mit nachlaufenden Schaufeln entsprechend der obenge-
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nannten Definition entstehen und dass die Austrittskante die beim Aufschneiden der Platine erteilte Form behält, wohingegen die Eintrittskante zusätzlich gebogen wird.
Das Schaufelrad gemäss der Erfindung zeichnet sich durch geringe aerodynamische Verluste aus. Das
Anwendungsgebiet dieses Schaufelrades erstreckt sich auf alle Gebiete, bei denen die Zirkulation einer axialen Strömung verändert oder Leistung einer Axialströmung zugeführt (Gebläse) oder entnommen (Tur- bine) werden soll. Dieses Schaufelrad ist somit sowohl für Leiträder (ruhende Räder) wie auch für Laufrä- der (rotierende Räder) anwendbar. Die Schaufelradform wurde besonders für Strömungen entwickelt, wel- che unmittelbar vor Eintritt in das Schaufelrad umgelenkt werden, insbesondere wo eine Radialströmung in eine Axialströmung umgelenkt und gleichzeitig zusätzlich eine Zirkularströmung der bestehenden Strö- mung aufgeprägt werden soll.
Eine weitere Anwendungsmöglichkeit dieses Schaufelrades besteht in der
Verwendung als Leitrad für Axialzyklone, bei welchem einer Axialströmung eine Zirkularströmung über- lagert und diese Strömung am äusseren Umfang in eine Zirkulationsströmung ohne Fortschritt in der Achsrichtung und eine Zirkulationsströmung mit Fortschritt in der Achsrichtung geteilt wird.
Fig. 6 zeigt den Einbau eines erfindungsgemässen Schaufelrades in eine Rohrleitung zur Überlagerung einer Zirkularströmung in eine Axialströmung. Fig. 7 veranschaulicht eine Leitrad- und Laufradkombination (für Gebläse). Aus Fig. 8 ersieht man eine Anordnung als Leitrad, wobei eine radiale Strömung in eine axiale Strömung umgelenkt und gleichzeitig eine Zirkulationsströmung überlagert wird. Fig. 9 entspricht der Fig. 8, wobei nach Passieren des Leitrades die Strömung am äusseren Umfang in eine Zirkulationsströ- mung ohne Fortschritt in der Achsrichtung und innen in eine Zirkulationsströmung mit Fortschritt in der Achsrichtung geteilt wird.
Die obenliegenden Begrenzungen 16 bei den Ausführungen nach den Fig. 8 und 9 sind in vorteilhafter
Weise eben ausgebildet.
Die Erfindung ist auf das dargestellte Ausführungsbeispiel nicht beschränkt. Die Schnitte 2 könnten auch gekrümmt bzw. kreisbogenförmig ausgeführt werden. Endlich kann der Erfindungsgedanke auch auf Platinen Anwendung finden, die selbst eine gewisse Krümmung aufweisen. Selbstverständlich umfasst die Erfindung auch Schaufelräder, bei denen in einem einzigen Arbeitsgang das Einschneiden (Herstellen der Schnitte) und das Verschränken (räumliche Verformung) praktisch gleichzeitig erfolgt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung eines Schaufelrades, gemäss dem durch Einschneiden einer kreisförmigen, vorzugsweise ebenen Platine sektorartige Teile gebildet und diese verformt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Einschnitte (2) so geführt werden, dass sie einen innerhalb der sektorartigen Teile (3) liegenden, zum Platinenumfang konzentrischen Kreis (i7) tangieren.