-
Gebiet der Erfindung
-
Die Erfindung betrifft einen auswuchtbaren Rotationskörper gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere einen durch ein Spritzgussverfahren oder Stanzverfahren hergestellten Rotationskörper, wie zum Beispiel ein Lüfterrad für ein Gebläse oder dergleichen.
-
Stand der Technik
-
Bei Rotationskörpern, insbesondere sich schnell drehenden Rotationskörpern, wie zum Beispiel Propellern, Lüfterrädern und dergleichen, ist es notwendig, eine herstellungsbedingte Unwucht durch eine entsprechenden Auswuchtprozess zu beseitigen.
-
Als Beispiel soll ein auswuchtbarer Rotationskörper in Form eines Lüfterrades betrachtet werden. Lüfterräder sind Teil von Gebläsen und Ventilatoren und erzeugen einen definierten Luftstrom. Lüfterräder sind häufig aus Kunststoff oder Leichtmetall gefertigt und werden z. B. in einem Spritzgussprozess hergestellt.
-
Bedingt durch diese Herstellungstechnologie haben die Lüfterräder eine mehr oder weniger große Unwucht. Die Lüfterräder müssen daher an einer entsprechenden Auswuchtstation ausgewuchtet werden, bevor sie auf den Antriebsmotor montiert werden können. Als Antriebmotor dienen üblicherweise Elektromotoren.
-
In der Auswuchtstation werden die durch die Unwucht hervorgerufenen Kräfte gemessen und durch An- oder Aufstecken von entsprechenden Wuchtelementen in dafür vorgesehene Wuchttaschen oder direkt auf die Lüfterflügel beseitigt. Ein solches Verfahren ist in der
DE 10 2006 057 087 B3 beschrieben.
-
Es ist auch bekannt, die Unwucht durch Anbringen von Wuchtmasse, beispielsweise von Klebstoff, Kunststoff oder dergleichen zu beseitigen.
-
Außerdem kann ein Auswuchten durch gezieltes Abtragen von Material des Lüfterrades erfolgen, beispielsweise durch Fräsen, Bohren, Schleifen oder Laserabtrag. Die
DE 197 48 309 A1 zeigt ein Auswuchten eines Kunststoff-Schaufelrades durch Materialabtrag mittels eines Stanzprozesses.
-
Beim Auswuchtprozess ist dafür zu sorgen, dass durch das Anbringen von Wuchtelementen bzw. Wuchtgewichten der Betrieb bzw. die Funktion des Lüfterrad nicht beeinträchtigt wird. Ferner dürfen die Wuchtelemente bzw. Wuchtgewichte während des Betriebes des Lüfterrad nicht abfallen oder sich verschieben, da sie sonst das Gebläse bzw. den Lüfter beschädigen oder zerstören könnten.
-
Erfolgt das Auswuchten durch Abtragen von Material kann dies sehr aufwändig sein, da das abgetragene Material sorgfältig beseitigt werden muss und keine Partikel zurückbleiben dürfen, die später das Gebläse oder den Lüfter im Betrieb beeinträchtigen könnten.
-
Ferner sind für das Aufbringen von Wuchtelementen bzw. das Abtragen von Material am Lüfterrad oftmals spezielle Werkzeuge und Hilfsmittel notwendig, die bei der Massenproduktion einen Kostenfaktor darstellen und zumeist einen zusätzlichen Arbeitsschritt erfordern.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen auswuchtbaren Rotationskörper zu schaffen, der ein einfacheres Auswuchten ermöglicht, vorzugsweise ohne zusätzliches Werkzeug oder andere Hilfsmittel.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen auswuchtbaren Rotationskörper mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
-
Ein Verfahren zur Herstellung des auswuchtbaren Rotationsköpers bzw. ein Verfahren zum Auswuchten des Rotationskörpers sind den nebengeordneten Ansprüchen angegeben.
-
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung und weitere vorteilhafte Merkmale sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
-
Erfindungsgemäß sind am Rotationskörper mehrere auf einfache Weise entfernbare Wuchtelemente angeordnet, die bereits beim Fertigungsprozess am Rotationskörper angeformt wurden.
-
Diese speziellen und definierten Wuchtelemente werden an geeigneter Stelle am Rotationskörper angeformt bzw. positioniert. Die Wuchtelemente können dabei entlang einer oder mehreren Wuchtebenen angeordnet sein und sind vorzugsweise rotationssymmetrisch entlang einer Umfangslinie des Rotationskörpers positioniert.
-
Je nach Herstellungsverfahren des Rotationskörpers, beispielsweise durch einen Spritzgussprozess oder ein Stanzprozess, werden die Wuchtelemente unmittelbar am Rotationsköper angespritzt oder entsprechend ausgestanzt, so dass sie nachfolgend beim Wuchten des Rotationskörpers einzelnen entfernt werden können, vorzugsweise von Hand ohne zusätzliches Werkzeug oder andere Hilfsmittel, beispielsweise durch manuelles Abbrechen oder Abschneiden mit einem manuellen Schneidwerkzeug.
-
Um ein leichtes Entfernen der Wuchtelemente vom Rotationskörper zu ermöglichen, sind vorzugsweise Sollbruchstellen zwischen jedem Wuchtelement und dem Rotationskörper vorgesehen. Zum einen erleichtern Sollbruchstellen ein exaktes Entfernen der Wuchtelemente und zum anderen ergibt sich dadurch eine genau definierte Wuchtmasse, die entfernt werden kann. Damit ist eine einfache und schnelle Art des Auswuchtens gegeben. In einigen Ausgestaltungen der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Wuchtelemente und der Rotationskörper aus dem gleichen Material bestehen. Die Wuchtelemente und der Rotationskörper können dabei miteinander einstückig ausgeformt sein.
-
Vorzugsweise weist jedes Wuchtelement eine definierte Masse auf, die in der Größenordnung der kleinsten Masse der zulässigen Unwucht des Rotationskörpers liegt.
-
Hierbei kann es erfindungsgemäß vorgesehen, dass alle am Rotationskörper angeordneten Wuchtelemente dieselbe Masse aufweisen. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, so dass Wuchtelemente mit unterschiedlichen Massen am Rotationskörper angeordnet sind.
-
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Wuchtelemente besteht darin, dass diese bereits beim Herstellungsprozess am Rotationskörper angeordnet werden. Für den Auswuchtprozess werden keine zusätzlichen Wuchtgewichte benötigt. Das Auswuchten des Rotationskörpers kann durch einfaches Entfernen einer entsprechenden Anzahl von Wuchtelementen an entsprechenden Positionen des Rotationskörpers erfolgen. Das Entfernen der Wuchtelemente kann vorzugsweise manuell oder mit einfachem Werkzeug, beispielsweise einer Zange, erfolgen.
-
Beim Entfernen der Wuchtelemente handelt es sich nicht um einem Materialabtrag in herkömmlichen Sinne, den es kommt nicht zu einer Bildung von kleinsten Partikeln und damit Verschmutzung der Montageumgebung, sondern die definierten Wuchtelemente können sauber entfernt werden, da sie eine entsprechende, gut sichtbare Größe und eine definierte Masse aufweisen.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
1 zeigt eine Aufsicht auf einen Rotationskörper in Form eines Lüfterrades für ein Gebläse.
-
2 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Lüfterrades von 1 im Bereich der Wuchtelemente.
-
3 zeigt eine perspektivische Ansicht des Lüfterrades von 1.
-
4 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Lüfterrades von 3 im Bereich der Wuchtelemente.
-
Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
-
1 zeigt eine Draufsicht auf einen Rotationskörper in Form eines Lüfterrads 10 für ein Gebläse oder der gleichen. Das Lüfterrad 10 besteht aus einem rotationssymmetrischen Körper mit einer zentralen Nabe 12, an welcher eine Anzahl von Flügeln 14 angeordnet sind, die bei einer Drehung des Lüfterrad 10 um seine Mittelachse einen Luftstrom erzeugen. Die Nabe 12 dient zur Befestigung des Lüfterrades 10 an einem Antriebsmotor, beispielsweise einem Elektromotor (nicht dargestellt).
-
In bekannter Weise kann das Lüfterrad 10 über seinen Umfang verteilt angeordnete Wuchttaschen 16 aufweisen, welche als Öffnungen ausgebildet sind, die zur Aufnahme von Wuchtgewichten oder einer Wuchtmasse (z. B. Klebstoff) dienen. Diese Wuchttaschen 16 können vorhanden sein, sie sind jedoch erfindungsgemäß nicht mehr notwendig und können daher entfallen. Das Auswuchten des Lüfterrades 10 kann erfindungsgemäß ausschließlich mittels angeformter Wuchtelemente 18 erfolgen.
-
Das Lüfterrad 10 umfasst eine Anzahl von über seinen Umfang verteilt angeordnete Wuchtelemente 18. Die Wuchtelemente 18 werden bereits bei der Herstellung des Lüfterrades 10 am Lüfterrad angeformt.
-
Beispielsweise besteht das Lüfterrad 10 aus einem Spritzgussteil, wobei während des Spritzgussprozesses die die Wuchtelemente 18 als Teil des Lüfterrades 10 angespitzt werden. Insbesondere können das Lüfterrad 10 und die Wuchtelemente 18 aus dem gleichen Material bestehen.
-
2 zeigt, dass beispielsweise am Außenumfang des Lüfterrades 10 radial nach außen abstehende Nasen 20 vorgesehen sind, die vorzugsweise in gleichmäßigen Abstand über den Umfang des Lüfterrades 10 verteilt sind. Die Wuchtelemente 18 sind zwischen den Nasen 20 angeordnet und mit diesen über relativ dünne Stege 22 verbunden. Zusätzlich können die Wuchtelemente 18 über einen weiteren Steg 22 mit dem Außenumfang des Lüfterrades 10 verbunden sein. Selbstverständlich sind auch Ausführungen mit mehreren Stegen 22 zur Verbindung mit dem Außenumfang des Lüfterrades 10 möglich.
-
Im einfachsten Fall sind die Stege 22 derart ausgebildet, dass die Wuchtelemente mit der Hand einfach abgebrochen oder mit einem Schneidwerkzeug abgetrennt werden können. Die Stege 22 erleichtern als Sollbruchstellen das exakte Entfernen der Wuchtelemente 18. Im einfachsten Fall können die Wuchtelemente 18 manuell abgelöst werden, so dass lediglich die Stege 22, die das abgelöste Wuchtelement 18 gehalten hatten, am Lüfterrad 10 verbleiben.
-
In der dargestellten Ausführungsform haben die Wuchtelemente 18 alle dieselbe Größe und dieselbe Masse, wobei die Nasen 20 in einem gleichmäßigen und der Größe der Wuchtelemente 18 entsprechenden Abstand über den Umfang des Lüfterrades 10 verteilt angeordnet sind. Dies muss jedoch erfindungsgemäß nicht der Fall sein. Die Nasen 20 können auch in unterschiedlichen Abständen über den Umfang des Lüfterrades 10 verteilt sein, wobei die Wuchtelemente 18 dann eine unterschiedliche Größe aufweisen können. Beispielsweise können sich größere und kleinere Wuchtelemente 18 abwechseln, und somit auch die Nasen 20 einem größeren oder kleineren Abstand voneinander haben.
-
In anderen Abwandlungen kann es vorgesehen sein, dass zwischen zwei Nasen 20 jeweils zwei oder mehr Wuchtelemente angeordnet sind, wobei jedes Wuchtelement 18 über mindestens einen Steg 22 mit dem Außenumfang des Lüfterrades 10 verbunden ist. Solch eine Gruppe von Wuchtelementen 18 kann wiederrum gleichartige oder verschieden große Wuchtelemente 18 umfassen. Benachbarte Wuchtelemente 18 solch einer Gruppe können dabei auch über Stege verbunden sein, wobei die Stege beim Entfernen eines Wuchtelements 18 durchtrennt werden.
-
3 zeigt eine perspektivische Ansicht des Lüfterrades 10, wobei der Bereich, in welchem die Wuchtelemente 18 angeordnet sind, in 4 wiederum vergrößert dargestellt ist.
-
Am rechten Rand von 4 ist dargestellt, dass ein Wuchtelement 18 entfernt wurde, wobei lediglich die Verbindungsstege 22, welche das Wuchtelement 18 als Sollbruchstellen gehalten hatten, am Lüfterrad 10 verbleiben.
-
Beim Auswuchtprozess wird das Lüfterrad 10 in eine entsprechende Auswuchtstation eingespannt, in welcher das Lüfterrad in Rotation versetzt wird und die auf die Rotationsachse wirkende Unwucht gemessen wird. Die Auswuchtstation kann vorzugsweise derart ausgebildet sein, dass sie automatisch angibt, wie viele Wuchtelemente 18 an welchen Positionen entfernt werden müssen, damit die Unwucht des Lüfterrades 10 unterhalb eines vorgegebenen Grenzwertes bleibt.
-
Die Wuchtelemente 18 weisen vorzugsweise eine Einzelmasse auf, die in der Größenordnung der Masse liegt, die als Unwucht gerade noch innerhalb der vorgesehenen Spezifikation liegt.
-
Ein Lüfterrad eines Kleinlüfters hat beispielsweise eine Masse von einigen 10 Gramm, wobei die zulässige Unwucht beispielsweise im Bereich von Zehntelgramm liegt. Die Wuchtelemente haben in diesem Fall jeweils eine Masse in derselben Größenordnung, das heißt im Bereich von Zehntelgramm.
-
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Wuchtelemente 18 alle am Außenumfang des Lüfterrades 10 in einer gemeinsamen Ebene, beispielsweise auf der Oberseite des Lüfterrades 10 angeordnet. Erfindungsgemäß können in einer zweiten Ebene zusätzliche Wuchtelemente 18, beispielsweise auf der Unterseite des Lüfterrades 10, angeordnet sein, so dass ein Auswuchten des Lüfterrades 10 nicht nur in einer Wuchtebene, sondern auch in zwei Wuchtebenen möglich wird.
-
Entsprechend können die Wuchtelemente 18 entweder am Außenumfang des Lüfterrades 10 als auch am Innenumfang des Lüfterrades 10, d. h. an der inneren Umfangsfläche der Flügel 14, angeordnet sein. Sie können beispielsweise auch als Teil der Flügel 14 ausgebildet sein. Um eine möglichst hohe Masseänderung beim Wuchten erreichen zu können, kann es auch vorgesehen sein, dass die Wuchtelemente sowohl am Innenumfang als auch am Außenumfang des Lüfterrads 10 angeordnet sind. Auch in solchen Ausführungen können die Wuchtelemente 18 in mehreren axialen Ebenen angeordnet sein. Beispielsweise können an der Unterseite und der Oberseite des Lüfterrades 10 jeweils sowohl am Innenumfang als auch am Außenumfang Wuchtelemente 18 angeformt sein, wobei auch beliebig andere Kombinationen vorteilhaft sein können.
-
Das Lüfterrad kann sowohl als Spritzgussteil aus Kunststoff oder Leichtmetall hergestellt werden, als auch als Stanzteil, z. B. als Lüfterrad eines Axiallüfters. Bei einem Stanzteil sind die Wuchtelemente beispielsweise als ausgestanzte Formen realisiert, die über dünne Stege mit dem Körper des Lüfterrades verbunden sind.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Rotationskörper
- 12
- Nabe
- 14
- Flügel
- 16
- Wuchttaschen
- 18
- Wuchtelemente
- 20
- Nasen
- 22
- Stege
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102006057087 B3 [0005]
- DE 19748309 A1 [0007]
