Die vorliegende Erfindung betrifft ein Laufrad für einen Ventilator, insbesondere für einen Diagonal- oder Radialventilator, umfassend eine Bodenscheibe, eine Deckscheibe mit Einströmöffnung und sich dazwischen erstreckenden Flügeln, die eine dreidimensionale Geometrie aufweisen, wobei das Laufrad einteilig und aus vorzugsweise faserverstärktem Kunststoff im Spritzgießverfahren gefertigt ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur spritzgießtechnischen Herstellung eines einteiligen Laufrads für einen Ventilator, insbesondere für einen Diagonal- oder Radialventilator.The present invention relates to an impeller for a fan, in particular for a diagonal or centrifugal fan, comprising a bottom plate, a cover plate with inflow opening and wings extending therebetween, which have a three-dimensional geometry, wherein the impeller made in one piece and preferably made of fiber-reinforced plastic by injection molding is. Furthermore, the invention relates to a method for the injection molding production of a one-piece impeller for a fan, in particular for a diagonal or radial fan.
Diagonal- und Radialventilatoren sind zur Realisierung hoher Wirkungsgrade und besonders niedriger Lärmpegel mit Laufrädern ausgestattet, deren Flügel eine eher dreidimensionale Geometrie haben. Damit ist regelmäßig die Ausgestaltung der Flügel bzw. Schaufeln gemeint, deren Flügelsaugseiten und Flügeldruckseiten nicht parallel zur Laufradachse verlaufen. Dies tritt im Stand der Technik insbesondere dann auf, wenn die Flügel verdreht bzw. verwunden, gepfeilt oder mit v-Stellung versehen sind. Solche Laufräder werden regelmäßig im Spritzgießverfahren hergestellt, beispielsweise aus faserverstärktem Kunststoff. Allerdings treten bei Laufrädern mit dreidimensionalen Flügeln häufig Hinterschneidungen der Flügelkonturen bezüglich einer Entformung in Axialrichtung auf, was zu einer sehr komplexen und aufwändigen Werkzeuggestaltung mit vielen Schiebern führt, die sehr teuer und für kleinere Baugrößen in vielen Fällen aufgrund der Filigranität gar nicht realisierbar ist.Diagonal and centrifugal fans are equipped with impellers whose wings have a more three-dimensional geometry in order to achieve high efficiencies and extremely low noise levels. This is the design of the wings or blades regularly meant, the wing suction and wing pressure sides do not run parallel to the impeller axis. This occurs in the prior art, especially when the wings are twisted or twisted, swept or provided with a v-position. Such wheels are regularly produced by injection molding, for example, fiber-reinforced plastic. However, in the case of impellers with three-dimensional blades, undercuts of the blade contours with respect to demolding in the axial direction often occur, which leads to a very complex and complex tool design with many slides, which is very expensive and in many cases not feasible for smaller sizes due to filigree.
Die Fertigungs- und somit auch Werkzeugtechnologie für die bekannten Laufräder mit dreidimensionalen Flügeln ist aufwändig bzw. komplex. Aufgrund von Hinterschneidungen sind im inneren Bereich, der durch die Einströmöffnung heraus entformt wird, komplexe Werkzeuge mit Schiebern erforderlich, insbesondere ein sogenannter Faltkern, bei dem Werkzeugteile bei der Entformung Bewegungen radial nach innen durchführen, und der sich aus unterschiedlichen Werkzeugteilen, durch Schieber bewegbar, zusammensetzt. Solche Werkzeuge sind insbesondere für kleinere, filigranere Baugrößen viel zu aufwändig und somit teuer und verschleißanfällig.The manufacturing and thus tool technology for the known wheels with three-dimensional wings is complex or complex. Due to undercuts, complex tools with sliders are required in the inner area, which is demolded out through the inflow opening, in particular a so-called folding core, in which tool parts perform movements radially inward during demolding, and which can be moved by different parts of the tool, by slides. composed. Such tools are much too costly and thus expensive and susceptible to wear, especially for smaller, filigree sizes.
Aus der Praxis ist es auch bekannt, das Laufrad zweiteilig aus Kunststoff zu fertigen, wobei die beiden Teile unabhängig voneinander spritzgegossen werden. From practice, it is also known to manufacture the impeller in two parts made of plastic, wherein the two parts are injection-molded independently.
Durch diese zweiteilige Fertigung lassen sich die zuvor erörterten Probleme in Bezug auf das Werkzeug zwar weitestgehend eliminieren, jedoch ist die zweiteilige Fertigung aufgrund zweier verschiedener Werkzeuge und der erforderlichen Verbindung zwischen den beiden Teilen aufwändig. Zum diesbezüglichen Stand der Technik sei lediglich beispielhaft auf die US 2016/177966 A1 verwiesen.Although this two-part manufacturing can largely eliminate the previously discussed problems with respect to the tool, but the two-part manufacturing is complex due to two different tools and the required connection between the two parts. For related art is merely exemplary of the US 2016/177966 A1 directed.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Laufrad für einen Ventilator, insbesondere für einen Diagonal- oder Radialventilator, derart auszugestalten und weiterzubilden, dass eine wirtschaftliche Fertigung bei einfacher, robuster, prozesssicherer und verschleißunanfälliger Werkzeugtechnologie möglich ist.The present invention has for its object to design an impeller for a fan, in particular for a diagonal or radial fan, such and further, that an economical production with simple, robust, process-reliable and wear-prone tool technology is possible.
Außerdem liegt der Erfindung weiter die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur spritzgießtechnischen Herstellung eines einteiligen Laufrads für einen Ventilator, insbesondere für einen Diagonal- oder Radialventilator, anzugeben, welches sich wirtschaftlich anwenden lässt.In addition, the invention is further based on the object of specifying a method for the injection-molding production of a one-piece impeller for a fan, in particular for a diagonal or radial fan, which can be used economically.
Voranstehende Aufgabe ist in Bezug auf das Laufrad durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Danach ist das gattungsbildende Laufrad mit dreidimensionalen Flügeln dadurch gekennzeichnet, dass die Flügelvorderkantenbereiche in ihrem gesamten Verlauf von der Deckscheibe zur Bodenscheibe insgesamt oder zumindest überwiegend in axialer Richtung aus der Einströmöffnung heraus hinterschnittfrei entformbar sind.The above object is achieved with respect to the impeller by the features of claim 1. Thereafter, the generic impeller with three-dimensional wings is characterized in that the wing leading edge portions in the entire course of the cover plate to the bottom plate total or at least predominantly in the axial direction of the inflow opening out of the undercut are unmolded.
In Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren ist die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des nebengeordneten Anspruchs 6 gelöst, nämlich dadurch, dass unter Realisierung hinterschnittfreier Flügelvorderkantenbereiche mehrteilige Spritzgießwerkzeuge ohne Faltkerne verwendet werden.With regard to the method according to the invention, the above object is achieved by the features of the independent claim 6, namely the fact that multi-part injection molding tools without folding cores are used while realizing undercut-free wing leading edge regions.
Das erfindungsgemäße Laufrad resultiert aus der Entwicklung einer 3D-Laufradgeometrie mit hohem Wirkungsgrad und niedrigem Lärmpegel. Diese Laufradgeometrie ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, d.h. mit einer neuartigen Spritzgießwerkzeugtechnologie, ohne Faltkerne einteilig herstellbar. In einem Bereich, der radial innerhalb der Einströmöffnung liegt, sind die Saugseiten und im Wesentlichen zumindest ein Teil der Flügelvorderkantenbereiche hinterschnittfrei mit einem Schieber in Axialrichtung aus der Einströmöffnung heraus entformbar. Der Vorderkantenbereich der Flügel läuft an der Deckscheibe in einem Bereich aus, der mit dem gleichen Schieber in Achsrichtung entformbar ist. Dies bedeutet, dass der deckscheibenseitige Endbereich des Vorderkantenbereiches eines jeden Flügels an der Deckscheibe in Axialrichtung hinsichtlich einer Entformung durch die Einströmöffnung nicht durch die Deckscheibe verdeckt ist.The impeller according to the invention results from the development of a 3D impeller geometry with high efficiency and low noise level. This impeller geometry is determined by the method according to the invention, i. with a new injection molding technology, without folding cores one-piece. In a region which is located radially inside the inflow opening, the suction sides and essentially at least part of the wing leading edge regions can be demolded from the inflow opening without an undercut with a slide in the axial direction. The leading edge region of the vanes extends on the cover disk in a region that can be demoulded with the same slide in the axial direction. This means that the cover-plate-side end region of the leading edge region of each wing on the cover disk is not covered by the cover disk in the axial direction with respect to demolding by the inlet opening.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weist die Innenkontur der Deckscheibe in einem Bereich eher nahe der Einströmöffnung einen Knick auf, der sich im Wesentlichen in Umfangsrichtung erstreckt. Er erstreckt sich im Wesentlichen über den gesamten Umfang, kann aber in Bereichen von Flügeln unterbrochen sein. Die Innenkonturfläche der Deckscheibe knickt dort um einen Knickwinkel von mindestens 10°, vorteilhaft um mindestens 15°, ab. Bei einer bevorzugten Ausführungsform liegt der Knick an der engsten Stelle der Innenkontur der Deckscheibe. Der Knick stellt zumindest bereichsweise gleichzeitig die Trennlinie zwischen Werkzeugteilen bzw. Schiebern dar. Es sei dazu angemerkt, dass die den Knick betreffenden Merkmale für sich gesehen und isoliert gesehen einen erfinderischen Gehalt haben, und zwar ohne Rückbezug auf die gattungsbildenden Merkmale bzw. die Merkmale des Anspruchs 1.In a particularly advantageous embodiment, the inner contour of the cover plate in an area rather near the inlet opening a kink that extends substantially in the circumferential direction. It extends substantially over the entire circumference, but may be interrupted in areas of wings. The inner contour surface of the cover disc kinks there by an articulation angle of at least 10 °, advantageously at least 15 °, from. In a preferred embodiment, the kink is located at the narrowest point of the inner contour of the cover disk. The kink is at least partially the same time the dividing line between tool parts and sliders. It should be noted that seen in isolation and seen in isolation have an inventive content, without reference to the generic features or the characteristics of the Claim 1.
Bei einem vorteilhaften Werkzeugkonzept wird ein radial innerhalb der Eintrittsöffnung liegender Teil der Flügeldruckseiten beim Entformvorgang zunächst nicht entformt. Am Ende des Entformungvorgangs kann das spritzgießtechnisch gefertigte Teil in einer spiralförmigen Drehbewegung von dem Werkzeugteil, das diese Teile der Flügeldruckeiten bildet, heruntergenommen bzw. heruntergezogen werden.In an advantageous tool concept, a part of the wing pressure sides located radially inside the inlet opening is initially not removed from the mold during the demoulding process. At the end of the demoulding process, the part produced by injection molding can be pulled down or pulled down in a spiral rotational movement by the tool part which forms these parts of the wing pressure sides.
Unter Realisierung eines hohen Wirkungsgrads, einer hohen Leistungsdichte und ggf. einer geringen Stör-Akustik ist ein Laufrad mit Flügeln mit einer 3D-Geometrie geschaffen, welches sich mit einem einfachen, mehrteiligen Spritzgießwerkzeug herstellen lässt, ohne Verwendung eines komplexen Faltkerns mit aufwändigen Werkzeugteilen und Schieberanordnungen.Under realization of a high efficiency, a high power density and possibly a low interference acoustics an impeller with wings with a 3D geometry is created, which can be produced with a simple, multi-part injection mold, without the use of a complex Faltkerns with elaborate tool parts and slide assemblies ,
Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Anspruch 1 nachgeordneten Ansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung bevorzugter Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Laufrads anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigen
- 1 in axialer Draufsicht ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Laufrads,
- 2 in perspektivischer Ansicht das Laufrad aus 1,
- 3 in einer Detailansicht, teilweise und vergrößert, in axialer Draufsicht den Gegenstand aus den 1 und 2,
- 4 in einer Seitenansicht den Gegenstand aus den 1 und 2,
- 5 in einer Seitenansicht, in einem Schnitt durch die Laufradachse, den Gegenstand aus 4,
- 6 in einem Schnitt durch die Laufradachse, teilweise und vergrößert, ein erfindungsgemäßes Laufrad mit schematisch dargestelltem Spritzgießwerkzeug,
- 7 in einer perspektivischen Ansicht das Werkzeugteil A gemäß der Darstellung in 6,
- 8 in einer perspektivischen Ansicht das Laufrad aus den 6 und 7,
- 9 in einer axialen Draufsicht, von der Einströmseite her gesehen, das Laufrad aus den 6 bis 8,
- 10 in einer axialen Draufsicht von der Einströmseite her gesehen und in einem Schnitt orthogonal zur Längsachse des Laufrads, das Laufrad aus den 6 bis 9,
- 11 in einer Seitenansicht, in einem Schnitt durch die Laufradachse, das Laufrad aus den 6 bis 10,
- 12a in einer perspektivischen Ansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Laufrads,
- 12b in einer Detailansicht, teilweise und in einem Schnitt durch die Laufradachse, das Laufrad aus 12a,
- 13 in einem Schnitt orthogonal zur Längsachse des Laufrads, von der Bodenscheibe her gesehen, ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Laufrads mit schematisch teilweise dargestelltem Spritzgießwerkzeug,
- 14 in einem Schnitt orthogonal zur Längsachse des Laufrads, von der Einströmseite her gesehen, das Laufrad aus 13 mit schematisch teilweise dargestelltem Spritzgießwerkzeug,
- 15 in einer axialen Draufsicht, von der Einströmseite her gesehen, das Laufrad aus den 13 und 14,
- 16 in einem Schnitt orthogonal zur Längsachse des Laufrads, von der Einströmseite her gesehen, das Laufrad aus den 13 bis 15,
- 17 in einer perspektivischen Ansicht, ähnlich der von 12a, das Laufrad gemäß den 13 bis 16, und
- 18 in einem Schnitt durch die Laufradachse, teilweise und vergrößert, von der Seite her gesehen, das Laufrad aus den 13 bis 17.
There are now various possibilities for designing and developing the teaching of the present invention in an advantageous manner. For this purpose, on the one hand to the claim 1 subordinate claims and on the other hand to refer to the following explanation of preferred embodiments of an impeller according to the invention with reference to the drawings. In conjunction with the explanation of the preferred embodiments of the invention with reference to the drawings, generally preferred embodiments and developments of the teaching are explained. In the drawing show - 1 in axial plan view an embodiment of an impeller according to the invention,
- 2 in perspective view of the impeller 1 .
- 3 in a detailed view, partially and enlarged, in an axial plan view of the subject matter of the 1 and 2 .
- 4 in a side view of the subject from the 1 and 2 .
- 5 in a side view, in a section through the impeller axis, the subject matter 4 .
- 6 in a section through the impeller axis, partially and enlarged, an inventive impeller with schematically represented injection mold,
- 7 in a perspective view of the tool part A as shown in FIG 6 .
- 8th in a perspective view of the impeller from the 6 and 7 .
- 9 in an axial plan view, seen from the inflow side, the impeller from the 6 to 8th .
- 10 seen in an axial plan view from the inflow side and in a section orthogonal to the longitudinal axis of the impeller, the impeller of the 6 to 9 .
- 11 in a side view, in a section through the impeller axis, the impeller from the 6 to 10 .
- 12a in a perspective view of another embodiment of an impeller according to the invention,
- 12b in a detailed view, partially and in a section through the impeller axis, the impeller off 12a .
- 13 in a section orthogonal to the longitudinal axis of the impeller, seen from the bottom disk ago, another embodiment of an impeller according to the invention with schematically partially illustrated injection mold,
- 14 in a section orthogonal to the longitudinal axis of the impeller, seen from the inflow side, the impeller 13 with schematically partially shown injection mold,
- 15 in an axial plan view, seen from the inflow side, the impeller from the 13 and 14 .
- 16 in a section orthogonal to the longitudinal axis of the impeller, seen from the inflow side, the impeller from the 13 to 15 .
- 17 in a perspective view, similar to that of 12a , the impeller according to the 13 to 16 , and
- 18 in a section through the impeller axis, partially and enlarged, seen from the side, the impeller from the 13 to 17 ,
1 zeigt in einer axialen Draufsicht ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Laufrads. Das Laufrad ist einteilig spritzgegossen. 2 zeigt das Laufrad aus 1 in perspektivischer Darstellung. 1 shows an axial plan view of an embodiment of an impeller according to the invention. The impeller is injection molded in one piece. 2 shows the impeller 1 in perspective view.
Die 1 und 2 lassen erkennen, dass das Laufrad eine Bodenscheibe 1, eine Deckscheibe 2 mit einer Einströmöffnung 3 und sieben Flügel 4 umfasst, wobei sich die Flügel 4 zwischen der Bodenscheibe 1 und der Deckscheibe 2 erstrecken. Andere Ausführungsbeispiele können abweichende Flügelzahlen aufweisen, insbesondere Flügelzahlen von 4 bis 9. Die Flügel 4 weisen jeweils einen Flügelvorderkantenbereich 6, einen Flügelhinterkantenbereich 7, eine Flügelsaugseite 9 und eine Flügeldruckseite 30 auf. Die Flügel 4 weisen eine dreidimensionale Geometrie auf, was entsprechend der hier gewählten Definition bedeutet, dass die Flügelsaugseiten 9 und die Flügeldruckseiten 30 zumindest teilweise nicht parallel zur Achse des Laufrads verlaufen (der Winkel zwischen einer Parallelen zur Laufradachse und den Flächen der Flügelsaugseiten 9 und/oder der Flügeldruckseiten 30 ist zumindest bereichsweise > 5°). Gedachte Schnitte eines Flügels 4 mit Ebenen orthogonal zur Laufradachse weisen an zumindest zwei unterschiedlichen axialen Schnittpositionen unterschiedliche Anstellwinkel („verwundene Flügelgeometrie“), und/oder unterschiedliche Positionen in Umfangsrichtung („gepfeilte Flügelgeometrie“) und/oder unterschiedliche Positionen in Radialrichtung auf („Flügelgeometrie mit v-Stellung“) auf.The 1 and 2 Let's recognize that the impeller is a bottom disc 1 , a cover disk 2 with an inflow opening 3 and seven wings 4 Includes, with the wings 4 between the bottom plate 1 and the cover disk 2 extend. Other embodiments may have different numbers of wings, in particular numbers of wings from 4 to 9. The wings 4 each have a wing leading edge region 6 , a wing trailing edge area 7 , a wing suction side 9 and a wing pressure side 30 on. The wings 4 have a three-dimensional geometry, which means according to the definition chosen here, that the wing suction 9 and the wings print pages 30 at least partially not parallel to the axis of the impeller (the angle between a parallel to the impeller axis and the surfaces of the wing suction 9 and / or the wing pressure sides 30 is at least in regions> 5 °). Thought cuts of a grand piano 4 with planes orthogonal to the impeller axis have different angles of incidence ("twisted blade geometry"), and / or different positions in the circumferential direction ("swept wing geometry") and / or different positions in the radial direction ("wing geometry with v position") at at least two different axial cutting positions ) on.
In der in 1 gewählten Darstellung ist von jedem Flügel 4 der radial innerhalb der Einströmöffnung 3 liegende Teil der Flügelsaugseite 9 komplett oder zum großen Teil sichtbar, wobei am Flügel 4 keine zusätzliche Silhouettenlinie im Bereich der sichtbaren Flügelsaugseite 9 erkennbar ist. Diese sichtbaren Flächen der Flügelsaugseiten 9 eines jeden Flügels 4 können hinterschnittfrei von einem Axialschieber aus der Einströmöffnung 3 heraus entformt werden, nämlich entgegen der Strömungsrichtung der Luft. Die Flügeldruckseiten 30 der Flügel 4 sind in 1 allerdings auch im Bereich radial innerhalb der Einströmöffnung 3 nicht zu erkennen, da sie leicht zur Bodenseite 1 hin geneigt sind. Somit sind die Flügeldruckseiten 30 nicht hinterschnittfrei in Achsrichtung aus der Einströmöffnung 3 heraus entformbar, was eine Folge der dreidimensionalen Gestaltung der Flügel 4 ist. Die Flügel 4 sind entsprechend den voranstehenden Ausführungen dreidimensional, wobei 1 die Flügelsaugseite 9 im Bereich radial innerhalb der Einströmöffnung 3 flächig zeigt. Hierbei handelt es sich um die nach innen gerichtete Oberfläche des Flügels 4.In the in 1 chosen representation is of each wing 4 the radially inward of the inflow opening 3 lying part of the wing suction side 9 completely or mostly visible, being on the wing 4 no additional silhouette line in the area of the visible wing suction side 9 is recognizable. These visible surfaces of the wing suction sides 9 of every wing 4 can be undercut free from an axial slide from the inlet opening 3 be demolded out, namely against the flow direction of the air. The wing print pages 30 the wing 4 are in 1 but also in the area radially inside the inflow opening 3 Not recognizable, as they are easy to the bottom side 1 are inclined towards. Thus, the wing pressure sides 30 not undercut in the axial direction from the inlet opening 3 demouldable, which is a consequence of the three-dimensional design of the wings 4 is. The wings 4 are in accordance with the foregoing three-dimensional, wherein 1 the wing suction side 9 in the area radially inside the inlet opening 3 area shows. This is the inward surface of the sash 4 ,
In 2 ist die „Dreidimensionalität“ der Flügel 4 gut erkennbar, weil die Flügelsaugseiten 9 sowie die Flügeldruckseiten 30 offensichtlich zumindest bereichsweise nicht parallel zur Laufradachse verlaufen. Die Endbereiche 5 der Flügelvorderkantenbereiche 6 an der Deckscheibe 2 liegen relativ nah an der Einströmöffnung 3, wobei sie noch einen Abstand von mindestens 3 mm zur Einströmöffnung aufweisen. Diese deckscheibenseitigen Endbereiche 5 liegen ganz oder zu einem großen Teil in einem Bereich der Deckscheibe 2, der in axialer Richtung aus der Einströmöffnung 3 heraus hinterschnittfrei und daher einfach entformbar ist. Die Flügelvorderkantenbereiche 6 sind in ihrem gesamten Verlauf von der Deckscheibe 2 bis zur Bodenscheibe 1 in axialer Richtung aus der Einströmöffnung 3 heraus hinterschnittfrei entformbar, wodurch sich ein einfacher und dabei kostengünstiger Aufbau eines Spritzgießwerkzeugs zur Fertigung des Laufrads ergibt.In 2 is the "three-dimensionality" of the wings 4 easily recognizable because the wing suction 9 as well as the wings print pages 30 obviously at least partially not parallel to the running wheel axis. The end areas 5 the wing leading edge areas 6 on the cover disk 2 are relatively close to the inlet 3 , wherein they still have a distance of at least 3 mm to the inlet opening. These cover-plate-side end portions 5 lie completely or to a large extent in an area of the cover disk 2 in the axial direction from the inlet opening 3 Out undercut and therefore easy to demold. The wing leading edge areas 6 are in their entire course from the cover disk 2 to the bottom plate 1 in the axial direction from the inlet opening 3 out of undercut-free demolding, resulting in a simple and cost-effective design of an injection mold for the production of the impeller results.
3 zeigt das Laufrad aus den 1 und 2 in axialer Draufsicht im Detail und vergrößert. 3 shows the impeller from the 1 and 2 in axial plan view in detail and enlarged.
4 zeigt in einer Seitenansicht das erfindungsgemäße Laufrad, wobei sich die Dreidimensionalität der Flügel 4 anhand des Verlaufs der Flügelvorderkantenbereiche 6 und der Flügelhinterkantenbereiche 7 erkennen lässt. Die Bodenscheibe 1 hat einen konischen Verlauf und weist am radial äußeren Ende eine starke Umlenkung in Axialrichtung auf. 4 shows a side view of the impeller according to the invention, wherein the three-dimensionality of the wings 4 based on the course of the wing leading edge areas 6 and the wing trailing edge areas 7 lets recognize. The bottom disk 1 has a conical shape and has at the radially outer end a strong deflection in the axial direction.
5 zeigt in einem Schnitt durch die Laufradachse ein erfindungsgemäßes Laufrad von der Seite her gesehen. Im Bereich der Einströmöffnung 3 ist die Deckscheibe 2 „aufgetütet“, d.h. die Deckscheibe 2 weitet sich im Durchmesser von einer engsten Stelle 29zur ganz außen liegenden Einströmöffnung 3 hin geringfügig auf. Der Bereich der Aufweitung ist mit Bezugszeichen 8 gekennzeichnet. 5 shows in a section through the impeller axis of an inventive impeller seen from the side. In the area of the inflow opening 3 is the cover disk 2 "Aufgetütet", ie the cover disk 2 widens in diameter from a narrowest point 29 to the very outside inlet opening 3 slightly up. The area of the widening is with reference numerals 8th characterized.
Am unteren Flügel 4 gemäß der Darstellung in 5 lässt sich die zuvor bereits mehrfach erörterte „Dreidimensionalität“ des Flügels 4 erkennen, der im Schnitt nicht parallel zur Laufradachse verläuft.At the lower wing 4 as shown in 5 can be the previously discussed several times "three-dimensionality" of the wing 4 recognize, which does not run parallel to the axis of the impeller on average.
Der sich zur Einströmöffnung 3 hin aufweitende Bereich 8 der Deckscheibe 2 kann in axialer Richtung aus der Einströmöffnung 3 heraus hinterschnittfrei entformt werden. An dem an oberer Stelle geschnitten gezeigten Flügel 4 lässt sich erkennen, dass sich dieser sehr weit in Richtung Einströmöffnung 3 erstreckt, und zwar über die engste Stelle 29 der Deckscheibe 2 hinaus. Entsprechend ist zumindest die Schnittlinie 10 der Flügelsaugseite 9 des oberen Flügels 4 mit einem Axialschieber in Axialrichtung 12 aus der Einströmöffnung 3 heraus entformbar. Der gesamte Bereich der Saugseite, der radial innerhalb der Schnittlinie 10 liegt, lässt sich mit einem Axialschieber in Axialrichtung 12 hinterschnittfrei aus der Einströmöffnung 3 heraus entformen. An dem zweiten Flügel 4 von unten lässt sich die dreidimensionale Gestaltung, insbesondere die Verwindung, des Flügels 4 am Verlauf des Flügels 4 im Bereich von der Bodenscheibe 1 zur Deckscheibe 2 erkennen. Die Flügel 4 sind alle gleich ausgebildet, wobei sich aufgrund der Schnittlegung an den einzelnen Flügeln 4 unterschiedliche Eigenschaften und Geometrien entsprechend den voranstehenden Ausführungen erkennen lassen.The to the inlet opening 3 expanding area 8th the cover disk 2 can in the axial direction from the inlet opening 3 be removed from the mold without undercut. At the wing shown cut at the top 4 can be seen that this is very far in the direction of inflow 3 extends, over the narrowest point 29 the cover disk 2 out. Accordingly, at least the cutting line 10 the wing suction side 9 of the upper wing 4 with an axial slide in the axial direction twelve from the inlet opening 3 out of mold. The entire area of the suction side, the radial within the cutting line 10 lies, can be with an axial slide in the axial direction twelve undercut free from the inflow opening 3 demold out. At the second wing 4 from below can be the three-dimensional design, in particular the twisting of the wing 4 on the course of the wing 4 in the Area of the bottom disk 1 to the cover disk 2 detect. The wings 4 are all the same trained, which is due to the cut on the individual wings 4 indicate different properties and geometries according to the preceding statements.
6 zeigt in einer schematischen Ansicht, in einem Schnitt durch die Laufradachse, teilweise und vergrößert, ein erfindungsgemäßes Laufrad mit schematisch dargestelltem Spritzgießwerkzeug von der Seite her gesehen. Es ist nur die Hälfte oberhalb der Laufradachse gezeigt. Das Werkzeug umfasst mehrere Werkzeugteile A, B, C und D. 6 shows a schematic view, in a section through the impeller axis, partially and enlarged, an inventive impeller with schematically illustrated injection molding seen from the side. Only half of it is shown above the wheel axle. The tool includes several tool parts A . B . C and D ,
Mit einem großen Werkzeugteil A, bei dem es sich in der Regel um die Auswerferseite eines Spritzgießwerkzeugs handelt, wird hauptsächlich die Außenseite der Deckscheibe 2 und ein großer Bereich radial innerhalb der Einströmöffnung 3 entformt. Dieser Bereich wird in Axialrichtung 12 nach links in Bezug auf das teilweise dargestellte Laufrad entformt.With a big tool part A , which is usually the ejector side of an injection mold, is mainly the outside of the cover plate 2 and a large area radially inward of the inflow port 3 removed from the mold. This area is in the axial direction twelve demoulded to the left with respect to the partially illustrated impeller.
Das Werkzeug umfasst ein weiteres großes Werkzeugteil B, mit dem hauptsächlich die Außenseite der Bodenscheibe 1 und ein Bereich der Motoraufnahme 11 entformt werden. Die Verbindung des Laufrads mit einem Motor kann im Übrigen auf verschiedene Arten erfolgen, beispielsweise durch Kleben, durch eine in das Laufrad integrierte Blechronde, durch Schrauben, etc. Werkzeugteil B stellt in der Regel die Düsenseite dar, über die der flüssige Kunststoff in das Werkzeug an einem oder an mehreren Anspritzpunkten eingebracht wird. Werkzeugteil B entformt in Bezug auf das Laufrad in 6 nach rechts.The tool includes another large tool part B with which mainly the outside of the bottom disk 1 and an area of the motor mount 11 be removed from the mold. The connection of the impeller with a motor can otherwise be done in various ways, for example by gluing, by an integrated in the impeller circular sheet metal, by screws, etc. tool part B usually represents the nozzle side through which the liquid plastic is introduced into the tool at one or more injection points. tool part B demolded in relation to the impeller in 6 to the right.
Für jeden Flügelkanal, der jeweils zwischen zwei benachbarten Flügeln 4 ausgebildet ist, sind mindestens zwei Werkzeugteile C und D im Sinne von Schiebern vorgesehen, die im Wesentlichen in Radialrichtung in Bezug auf das Laufrad entformen. Die genaue Entformungsrichtung bzw. der genaue komplexe Verlauf der Entformungsbewegung kann zusätzlich Axial- und Umfangskomponenten aufweisen. Der rechte der beiden Schieber (Werkzeugteil D) zieht den linken Schieber (Werkzeugteil C) beim Entformen in Axialrichtung nach rechts, entsprechend der Entformungsbewegung von Werkzeugteil D.For each wing channel, each between two adjacent wings 4 is formed, are at least two tool parts C and D provided in the sense of sliders, which substantially remove in the radial direction with respect to the impeller. The exact Entformungsrichtung or the exact complex course of Entformungsbewegung may additionally have axial and peripheral components. The right of the two slides (tool part D ) pulls the left slider (tool part C ) When removing in the axial direction to the right, according to the demolding movement of the tool part D ,
Durch die erfindungsgemäße Gestaltung des Laufrads ist im Innern der Anordnung, insbesondere zur Entformung des kompletten Flügelvorderkantenbereiches 6, kein komplizierter bzw. aufwändiger Mechanismus erforderlich, der bei der Entformung Bewegungen von Werkzeugteilen in Radial- oder Umfangsrichtung bezüglich der Laufradachse erforderlich macht. Da dies nicht erforderlich ist, ist der Aufbau des Werkzeugs weniger komplex und ist das Werkzeug aufgrund geringerer Werkzeugkosten wirtschaftlicher.Due to the inventive design of the impeller is in the interior of the arrangement, in particular for demolding the entire wing leading edge region 6 , No complicated or elaborate mechanism is required, which makes in the demolding movements of tool parts in the radial or circumferential direction with respect to the wheel axis required. Since this is not required, the design of the tool is less complex and the tool is more economical due to lower tooling costs.
Das zuvor bereits erörterte Werkzeugteil A entformt einen signifikanten Teil der Saugseiten 9 der Flügel 4 im Bereich radial innerhalb der Einströmöffnung 3 bzw. den Gesamtteil der Saugseiten 9, der radial innerhalb eines Grenzradiusses 13 liegt, die Flügelvorderkantenbereiche 6 von der Bodenscheibe 1 bis zur Deckscheibe 2, den Bereich der Aufweitung 8 der Deckscheibe 2 von der Einströmöffnung 3 bis zu ihrer engsten Stelle 29 sowie einen Teil der Innenseite der Bodenscheibe 1, der radial innerhalb der Einströmöffnung 3 liegt. Der Grenzradius 13 ist gleich oder maximal 10% kleiner ist als der Radius der engsten Stelle 29 der Deckscheibe 2.The previously discussed tool part A demolds a significant part of the suction sides 9 the wing 4 in the area radially inside the inlet opening 3 or the total part of the suction sides 9 that is radially inward of a limit radius 13 lies, the wing leading edge areas 6 from the bottom disk 1 to the cover disk 2 , the area of expansion 8th the cover disk 2 from the inlet opening 3 to their narrowest point 29 and part of the inside of the bottom disk 1 that is radially inward of the inlet opening 3 lies. The limit radius 13 is equal to or less than 10% smaller than the radius of the narrowest point 29 the cover disk 2 ,
7 zeigt in einer perspektivischen Ansicht, schematisch, das Werkzeugteil A eines zur Erstellung des erfindungsgemäßen Laufrads gemäß 5 und 6 geeigneten Spritzgießwerkzeugs. Es eignet sich zur Fertigung und Entformung des zuvor erörterten Laufrads. Man erkennt insbesondere die Außenkontur 14 der Deckscheibe 2, die Abschnitte 15 der Flügelsaugseiten 9, die Flügelvorderkantenbereiche 6, einen Abschnitt 16 der Bodenscheibe 1, Trennflächen 17 zur den Schiebern bzw. Werkzeugteilen C und D und eine Trennfläche 18 zu dem Werkzeugteil D bzw. zur Düsenseite sowie einen kleinen Bereich 19 zur Entformung des Bereichs der Aufweitung 8 der Innenseite der Deckscheibe 1. 7 shows in a perspective view, schematically, the tool part A one for creating the impeller according to the invention according to 5 and 6 suitable injection mold. It is suitable for the production and demoulding of the previously discussed impeller. One recognizes in particular the outer contour 14 the cover disk 2 , the sections 15 the wing suction sides 9 , the wing leading edge areas 6 , a section 16 the bottom disc 1 , Separating surfaces 17 to the slides or tool parts C and D and a dividing surface 18 to the tool part D or to the nozzle side and a small area 19 for demolding the area of the expansion 8th the inside of the cover disc 1 ,
Bei der in den 6 und 7 gewählten schematischen Darstellung der Schieber bzw. der Werkzeugteile A, B, C und D ist lediglich der Entformbereich der Laufradkontur detailliert gezeigt. Andere Anbauvorrichtungen, Führungen, Befestigungen, Maßnahmen wie Kühlungen, etc. sind der Einfachheit halber in den Figuren nicht gezeigt, zumal sie nicht erfindungswesentlich sind.In the in the 6 and 7 Selected schematic representation of the slide or the tool parts A . B . C and D only the Entformbereich the impeller contour is shown in detail. Other attachments, guides, fixtures, measures such as cooling, etc. are not shown in the figures for the sake of simplicity, especially since they are not essential to the invention.
8 zeigt in einer perspektivischen Ansicht das in den 5 und 6 gezeigte Laufrad, wobei dort die Trennlinien der einzelnen Teile des Spritzgießwerkzeugs auf den Laufradoberflächen jeweils durch eine gepunktete Linie dargestellt sind. Auf den Flügeln 4 erkennt man insbesondere eine Trennlinie 20 zwischen den Werkzeugteilen C und D. An der engsten Stelle 29 der Dechscheibe 2 ist eine Trennlinie 21 zwischen den Werkzeugteilen A und C erkennbar. Zur Einströmöffnung 3 hin erkennt man auf den Flügelsaugseiten 9 eine Trennlinie 21 zwischen den Werkzeugteilen A und C. Der kleine Bereich der Aufweitung 8 innerhalb der Deckscheibe 2, der vom Werkzeugteil A gebildet ist, geht ohne Trennlinie in die Flügelvorderkantenbereiche 6 und die von Werkzeugteil A gebildeten Abschnitte 15 der Flügelsaugseiten 9 über. Dies bedeutet, dass die Flügelvorderkantenbereiche 6 komplett ohne Hinterschnitt ab dem Bereich der Aufweitung 8 der Deckscheibe 2 durch das Werkzeugteil A definiert wird. 8th shows in a perspective view that in the 5 and 6 shown impeller, where the dividing lines of the individual parts of the injection mold on the impeller surfaces are each shown by a dotted line. On the wings 4 one recognizes in particular a dividing line 20 between the tool parts C and D , At the narrowest point 29 the disc 2 is a dividing line 21 between the tool parts A and C recognizable. To the inlet opening 3 can be seen on the wing suction 9 a dividing line 21 between the tool parts A and C , The small area of expansion 8th inside the cover disk 2 , the tool part A is formed, goes without parting line in the wing leading edge areas 6 and that of tool part A formed sections 15 the wing suction sides 9 above. This means that the wing leading edge areas 6 completely without undercut from the Area of expansion 8th the cover disk 2 through the tool part A is defined.
9 zeigt in einer axialen Draufsicht, von der Einströmseite her gesehen, das Laufrad mit der Darstellung der Trennlinien aus 8. Man erkennt auf der Bodenscheibe 1 eine Trennlinie 22 zwischen den Werkzeugteilen A und D. Diese Trennlinie 22 liegt radial innerhalb der engsten Stelle 29, was erforderlich ist, um ein axiales Herausziehen des Werkzeugteils A aus der Einströmöffnung 3 zu ermöglichen. 9 shows in an axial plan view, seen from the inflow side, the impeller with the representation of the dividing lines 8th , One recognizes on the bottom disk 1 a dividing line 22 between the tool parts A and D , This dividing line 22 is radially within the narrowest point 29 What is required to an axial withdrawal of the tool part A from the inlet opening 3 to enable.
Auf den Flügeln 4 kann man im Bereich geringfügig innerhalb des Radiusses der engsten Stelle der Deckscheibe 29 einen kleinen Teil der Trennlinie 20 zwischen den Werkzeugteilen C und D erkennen. Diese Trennlinie 20 kann im geschlossenen Zustand des Spritzgießwerkzeugs radial geringfügig innerhalb des Radiusses der engsten Stelle 29 liegen. Ein gewisser Teil der Flügelsaugseite 9, auch innerhalb des Radiusses der engsten Stelle 29, kann in vorteilhafter Weise von den Werkzeugteilen C und D bzw. von den entsprechenden Schiebern gebildet werden. Es kann, wie bereits anhand von 6 beschrieben, ein Grenzradius 13 definiert werden, der maximal 10% kleiner ist als der Radius der engsten Stelle der Deckscheibe 29, innerhalb dem die gesamten Bereiche der Flügelsaugseiten von Werkzeugteil A entformt werden.On the wings 4 One can in the area slightly within the radius of the narrowest point of the cover disk 29 a small part of the dividing line 20 between the tool parts C and D detect. This dividing line 20 can in the closed state of the injection mold radially slightly within the radius of the narrowest point 29 lie. A certain part of the wing suction side 9 , also within the radius of the narrowest point 29 , can be advantageous from the tool parts C and D or be formed by the corresponding sliders. It can, as already stated by 6 described, a limit radius 13 which is at most 10% smaller than the radius of the narrowest point of the cover disk 29 , within which the entire areas of the wing suction sides of tool part A be removed from the mold.
An dieser Stelle sei angemerkt, dass Trennlinien von Werkzeugteilen, die gleichzeitig Körperkanten des Laufrads sind, nicht gezeigt sind. Die radial innerste erkennbare Kante des Laufrads, im Bereich der Motoraufnahme 11, ist beispielsweise gleichzeitig auch die Trennlinie zwischen den Werkzeugteilen A und B, wobei diese in 9 nicht darstellbar ist.It should be noted that parting lines of tool parts which are at the same time body edges of the impeller are not shown. The radially innermost recognizable edge of the impeller, in the area of the motor mount 11 , for example, is at the same time the dividing line between the tool parts A and B , these being in 9 can not be displayed.
10 zeigt einen Schnitt orthogonal zur Achse des Laufrads aus den 8 und 9, von der Einströmseite her gesehen. Die Schnittebene liegt zwischen der Deckscheibe 2 und der Bodenscheibe 1. Auch hier erkennt man die dreidimensionale, verwundene Ausgestaltung der Flügel 4. Eine solche Ausgestaltung bringt maßgebliche Vorteile beim Wirkungsgrad und der Akustik mit sich. Zusätzlich zu den in 9 gezeigten Werkzeugtrennlinien erkennt man auf den Flügeln, zumindest teilweise, die Trennlinien 20 zwischen den Werkzeugteilen C und D. Auch lässt sich eine weitere Trennlinie 31 zwischen zwei benachbarten Werkzeugteilen D erkennen. 10 shows a section orthogonal to the axis of the impeller from the 8th and 9 , seen from the inflow side. The cutting plane lies between the cover disk 2 and the bottom disk 1 , Again, one recognizes the three-dimensional, twisted design of the wings 4 , Such an embodiment brings considerable advantages in terms of efficiency and acoustics. In addition to the in 9 shown tool cutting lines can be seen on the wings, at least partially, the dividing lines 20 between the tool parts C and D , Also, there is another dividing line 31 between two adjacent tool parts D detect.
11 zeigt das Laufrad aus den 8 bis 10 im Schnitt von der Seite her gesehen, wobei die Schnittebene durch die Laufradachse hindurch geht. Man erkennt die Werkzeugtrennlinien an der engsten Stelle 29 der Deckscheibe 2 zwischen den Werkzeugteilen A und C, die mit Bezugszeichen 21 gekennzeichnet ist. 11 shows the impeller from the 8th to 10 seen in section from the side, wherein the cutting plane passes through the impeller axis. You can see the tool parting lines at the narrowest point 29 the cover disk 2 between the tool parts A and C with reference numerals 21 is marked.
12a zeigt in perspektivischer Ansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Laufrads, welches dem in 8 gezeigten Ausführungsbeispiel ähnelt. Der Unterschied zu der Ausführungsform gemäß 8 besteht darin, dass die Deckscheibe 2 im Bereich ihrer engsten Stelle 29 bzw. in einem Bereich der Werkzeugtrennlinie 21 zwischen den Werkzeugteilen A und C an der engsten Stelle 29 der Deckscheibe 2 einen Knick 24 aufweist, der als Linie bzw. Kante sichtbar ist. Am Knick 24 knickt die Innenkontur der Deckscheibe 2 um einen Knickwinkel α (siehe 12b) von mindestens 10°, vorteilhaft um mindestens 15°, ab. Zuströmseitig am Knick 24 der Innenkontur ist, ähnlich wie bei der Ausführungsform gem. 8, bis zur Einströmöffnung 3 hin ein Bereich der Aufweitung 8 ausgebildet, wobei der Abstand der Kontur von der nicht gezeigten Laufradachse hin zur Einströmöffnung 3 leicht zunimmt. Abströmseitig am Knick 24, d.h. unmittelbar rechts vom Knick 24, verläuft die Kontur der Deckscheibe 2 in einem Winkel >= 10 Grad zu einer Parallelen der Laufradachse bzw. zur Entformungsrichtung des Werkzeugteils A, wobei dieser Winkel vorteilhaft auch >= 15 Grad ausgeführt sein kann. Der Bereich der Deckscheibe 2 rechts vom Knick 24 wird von einem Werkzeugteil C entformt. Durch diese Gestaltung ergibt sich ein maßgeblicher Vorteil der Entformung des Werkzeugteils C, die entsprechend dem Winkel der Deckscheibenkontur auf der Laufradinnenseite des Knicks 24 in ihrer initialen Entformungsrichtung, d.h. im ersten Moment des Entformungsvorgangs, eine Radialkomponente aufweisen kann, wie dies in 12b durch einen Pfeil 25 angedeutet ist. 12a shows a perspective view of another embodiment of an impeller according to the invention, which the in 8th shown embodiment is similar. The difference from the embodiment according to 8th is that the cover disk 2 in the area of their narrowest point 29 or in an area of the mold parting line 21 between the tool parts A and C at the narrowest point 29 the cover disk 2 a kink 24 has, which is visible as a line or edge. At the bend 24 bends the inner contour of the cover disc 2 at a bend angle α (please refer 12b) of at least 10 °, advantageously at least 15 °, from. On the inflow side at the bend 24 the inner contour is similar to the embodiment according to. 8th , to the inlet opening 3 an area of expansion 8th formed, wherein the distance of the contour of the impeller axis not shown toward the inlet opening 3 slightly increases. Outflow side at the bend 24 ie directly to the right of the kink 24 , the contour of the cover disc runs 2 at an angle> = 10 degrees to a parallel of the impeller axis and the Entformungsrichtung of the tool part A , this angle can be advantageously carried out> = 15 degrees. The area of the cover disk 2 right of the kink 24 is from a tool part C removed from the mold. This design results in a significant advantage of the demolding of the tool part C , which correspond to the angle of the cover disc contour on the impeller inside of the bend 24 may have a radial component in its initial demolding direction, ie at the first moment of the demolding process, as shown in FIG 12b through an arrow 25 is indicated.
12b zeigt in einer Detailansicht, in einem Schnitt durch die Laufradachse und vergrößert, das Ausführungsbeispiel gemäß 12a mit dem Knick 24 in der Kontur der Deckscheibe 2. Es ist der Knickwinkel α des Knicks 24 eingezeichnet. Der Knickwinkel α stellt den Winkel zwischen der gedachten, tangentialen Weiterführung der Deckscheibenkontur zuströmseitig vom Knick 24 und der Deckscheibenkontur abströmseitig vom Knick 24 dar. Im Rahmen dieser Darstellung sind die Werkzeugteile A und C gezeigt. Deren initiale Entformungsrichtung 26 (Werkzeugteil A) und 25 (Werkzeugteil C) sind in die Schnittebene projiziert. 12b shows in a detailed view, in a section through the impeller axis and enlarged, the embodiment according to 12a with the kink 24 in the contour of the cover disk 2 , It is the bend angle α the kink 24 located. The bending angle α represents the angle between the imaginary, tangential continuation of the cover plate contour on the inflow side of the kink 24 and the cover plate contour downstream of the kink 24 In the context of this illustration are the tool parts A and C shown. Their initial demolding direction 26 (Tool part A ) and 25 (tool part C ) are projected into the cutting plane.
Der Knick 24 ist an der Trennstelle der Werkzeugteile realisiert und befindet sich an der engsten Stelle 29 der Deckscheibe 2. Rechts vom Knick 24 ist die Innenkontur der Deckscheibe 2 mit einem Winkel von etwa 10 Grad zur Entformungsrichtung des Werkzeugteils A (parallel zur Achse des Laufrads) fortgesetzt. Aufgrund dieser Konstruktion kann die initiale Entformungsrichtung des Werkzeugteils C eine Radialkomponente aufweisen, was durch den Pfeil 25 dargestellt ist. Die Entformbarkeit lässt sich durch diese Maßnahme ganz erheblich verbessern. Luftleistung, Wirkungsgrad und Akustik werden durch den Knick 24, der einen Knickwinkel α im Bereich von 10 Grad bis 45 Grad aufweisen kann, nicht oder nur unwesentlich beeinträchtigt. Die Außenkontur der Deckscheibe 2 ist dabei derart gestaltet, dass ein hinterschnittfreies Entformen mit Werkzeugteil A in Achsrichtung möglich ist, nämlich in erfindungsgemäßer Weise. Die Dicke der Deckscheibenwandung kann sich vom Knick 24 zur Einströmöffnung 3 hin verjüngen, wodurch das Entformen abermals begünstigt ist. Der Knick 24 verläuft im Wesentlichen über den gesamten Umfang der Innenkontur der Deckscheibe 2, kann aber in den Bereichen der Flügel 4 unterbrochen sein.The kink 24 is realized at the separation point of the tool parts and is located at the narrowest point 29 the cover disk 2 , Right of the kink 24 is the inner contour of the cover disk 2 at an angle of about 10 degrees to the Entformungsrichtung of the tool part A (parallel to the axis of the impeller). Due to this construction, the initial Entformungsrichtung of the tool part C have a radial component, what by the arrow 25 is shown. The mold removal can be significantly improved by this measure. Air performance, efficiency and acoustics are due to the kink 24 that has a bend angle α in the range of 10 degrees to 45 degrees, not or only slightly affected. The outer contour of the cover disk 2 is designed such that an undercut-free demolding with tool part A in the axial direction is possible, namely in accordance with the invention. The thickness of the shroud wall can be different from the kink 24 to the inlet opening 3 rejuvenate, which demolding is again favored. The kink 24 runs essentially over the entire circumference of the inner contour of the cover disk 2 but may be in the areas of wings 4 be interrupted.
Die Ausbildung eines Knicks an der Deckscheibeninnenkontur kann auch bei spritzgegossenen Laufrädern abseits der engsten Stelle der Deckscheibeninnenkontur vorteilhaft für die Entformung eines Laufrads sein, selbst wenn der Innenbereich des Laufrads mit einer komplexen Schieberführung mit mehreren Schiebern (Faltkern) entformt wird. Ein solcher Knick liegt vorteilhaft immer an einer Trennlinie zwischen einem Schieber, der radial nach außen entformt wird und einem Schieber, der durch die Einströmöffnung entformt wird. Die den Knick betreffenden Merkmale sind für sich gesehen, d.h. alleine betrachtet, erfinderisch.The formation of a kink on the cover disk inner contour can be advantageous for the removal of an impeller even with injection-molded wheels away from the narrowest point of the cover disk inner contour, even if the inner portion of the impeller with a complex slide guide with multiple slides (Faltkern) is removed from the mold. Such a kink is advantageously always at a dividing line between a slide, which is removed from the mold radially outwardly and a slide which is removed from the mold through the inlet opening. The kink-related features are self-contained, i. considered alone, inventive.
13 zeigt im Schnitt orthogonal zur Längsachse ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Laufrads, von der Bodenscheibe 1 aus gesehen. Die Schnittebene liegt zwischen der Deckscheibe 2 und der Bodenscheibe 1. Es sind bei der hier gewählten Darstellung zusätzliche Werkzeugteile gezeigt, wobei bei der in 13 gezeigten Ausführungsform ein modifiziertes Werkzeugkonzept vorliegt, das anhand der 13 bis 18 detailliert beschrieben wird. Im Hintergrund ist die Deckscheibe 2 erkennbar. 13 shows in section orthogonal to the longitudinal axis of another embodiment of an impeller according to the invention, of the bottom plate 1 seen from. The cutting plane lies between the cover disk 2 and the bottom disk 1 , There are shown in the representation chosen here additional tool parts, wherein at the in 13 embodiment shown a modified tool concept is present, which is based on the 13 to 18 is described in detail. In the background is the cover disk 2 recognizable.
Beispielhaft für einen der Schaufelkanäle ist auf der rechten Seite das Werkzeugteil C bzw. der entsprechende Schieber gezeigt. In Folge der Schnittebene ist das Werkzeugteil C innen erkennbar. Das Werkzeugteil D ist aufgrund der gewählten Schnittebene radial außen erkennbar.Exemplary of one of the blade channels is on the right side of the tool part C or the corresponding slide shown. As a result of the cutting plane is the tool part C recognizable inside. The tool part D is due to the selected cutting plane radially outward recognizable.
Radial außerhalb der Kontur der Deckscheibe 2 ist in Draufsicht der äußere Bereich von Werkzeugteil A erkennbar. Des Weiteren ist in einem radial inneren Bereich ein Schnitt durch Werkzeugteil B sowie radial außerhalb davon ein Schnitt durch die Bodenscheibe 1 erkennbar. Radial weiter nach außen gerichtet sind zwei vorzugsweise ineinander verzahnte Werkzeugteile erkennbar, wobei eines dieser Werkzeugteile in einem zusammenhängenden Schnitt, das andere Werkzeugteil in einem mehrfach unterbrochenen Schnitt (entsprechend der Flügelzahl) gezeigt ist. Der unterbrochene Schnitt korrespondiert mit Werkzeugteil A. Bei dem hier gezeigten Werkzeugkonzept gibt es ein zusätzliches Werkzeugteil E, welches mit dem zusammenhängenden Schnitt korrespondiert.Radially outside the contour of the cover disk 2 is in plan view the outer area of the tool part A recognizable. Furthermore, in a radially inner region, a section through the tool part B and radially outside of it a section through the bottom disk 1 recognizable. Radially further outward, two preferably interlocked tool parts can be seen, wherein one of these tool parts is shown in a continuous section, the other tool part in a multiply interrupted section (corresponding to the number of flights). The interrupted cut corresponds to the tool part A , The tool concept shown here has an additional tool part e , which corresponds to the coherent section.
Wie bei dem zuvor beschriebenen Werkzeugkonzept kann auch hier das Werkzeugteil A bzw. die Flügelvorderkantenbereiche 6 hinterschnittfrei parallel zur Längsachse des Laufrads aus der Einströmöffnung 3 entformt werden. Um dies zu ermöglichen gelten die zuvor beschriebenen Anforderungen in Bezug auf den Verlauf der Flügelvorderkantenbereiche 6, der Flügelsaugseiten 9, der Kontur der Deckscheibe 2, etc.As in the case of the tool concept described above, the tool part can also be used here A or the wing leading edge areas 6 undercut parallel to the longitudinal axis of the impeller from the inlet opening 3 be removed from the mold. To make this possible, the requirements described above with regard to the course of the wing leading edge areas apply 6 , the wing suction side 9 , the contour of the cover disk 2 , Etc.
Werkzeugteil E ist mit Werkzeugteil A über eine Mechanik verbunden, die eine axiale Bewegung der beiden Werkzeugteile zueinander ermöglicht. Deshalb kann die Entformung von Werkzeugteil A erfolgen, solange Werkzeugteil E noch nicht entformt ist. Werkzeugteil E ist in Achsrichtung zunächst nicht entformbar, da es einen hinterschnittigen Teil der dreidimensionalen Flügel 4 (im Wesentlichen die Flügeldruckseiten 30) abbildet.tool part e is with tool part A connected by a mechanism that allows axial movement of the two tool parts to each other. Therefore, the demolding of tool part A done while tool part e not yet demolded. tool part e is initially unmoldable in the axial direction, as it is an undercut part of the three-dimensional wings 4 (essentially the wing pressure sides 30 ) maps.
14 zeigt einen Schnitt quer zur Längsachse des Laufrads, von der Einströmseite her gesehen. Die Schnittebene liegt zwischen der Deckscheibe 2 und der Bodenscheibe 1. Auch hier sind im Schnitt zusätzliche Werkzeugteile erkennbar. Im Hintergrund ist die Bodenscheibe 1 erkennbar. Linksseitig sieht man für einen Schaufelkanal beispielhaft das Werkzeugteil C, welches in Folge der Schnittebene radial innen erkennbar ist. Ebenso ist Werkzeugteil D radial außen erkennbar. Radial außerhalb der Kontur der Bodenscheibe 1 ist in Draufsicht der äußere Bereich des Werkzeugteils B erkennbar. Ansonsten sei auf die Ausführungen zu 13 verwiesen. 14 shows a section transverse to the longitudinal axis of the impeller, seen from the inflow side. The cutting plane lies between the cover disk 2 and the bottom disk 1 , Again, additional tool parts can be seen on average. In the background is the bottom disk 1 recognizable. On the left side, the tool part can be seen by way of example for a blade channel C which is recognizable radially inwardly as a result of the cutting plane. Likewise, tool part D radially visible on the outside. Radially outside the contour of the bottom disk 1 is in plan view, the outer region of the tool part B recognizable. Otherwise, be aware of the comments 13 directed.
15 zeigt in axialer Draufsicht, von der Einströmseite her gesehen, das Laufrad aus den 13 und 14. Auch hier sind, ähnlich wie bei der Darstellung in 9, Trennungslinien zwischen verschiedenen Werkzeugteilen zu erkennen. Die isolierten Bereiche auf der Kontur der Bodenscheibe 1, die an die jeweilige Flügelsaugseite 9 angrenzen, korrespondieren mit Werkzeugteil A. Der zusammenhängende Bereich auf der Kontur der Bodenscheibe 1, der an die Flügeldruckseite angrenzt, korrespondiert mit Werkzeugteil E. Radial außerhalb von Werkzeugteil A und Werkzeugteil E erkennt man an der Bodenscheibe 1 die Trennlinien 22 zu den Werkzeugteilen D bzw. den entsprechenden Schiebern. Diese Trennlinien 22 liegen radial komplett innerhalb des Radiusses der engsten Stelle 29 der Deckscheibe 2. Insbesondere sind die Werkzeugteile A und E von ihrer radialen Erstreckung her durch die Einströmöffnung 3 in Axialrichtung herausziehbar. 15 shows in axial plan view, seen from the inflow side, the impeller from the 13 and 14 , Again, similar to the representation in 9 To recognize dividing lines between different tool parts. The isolated areas on the contour of the bottom disk 1 , to the respective wing suction side 9 abut, correspond with tool part A , The contiguous area on the contour of the bottom disk 1 , which adjoins the wing pressure side, corresponds with tool part e , Radial outside of tool part A and tool part e can be recognized by the bottom plate 1 the dividing lines 22 to the tool parts D or the corresponding sliders. These dividing lines 22 lie radially completely within the radius of the narrowest point 29 the cover disk 2 , In particular, the tool parts A and e from its radial extent forth through the inlet opening 3 pulled out in the axial direction.
Die Entformung durch Werkzeugteil E lässt sich wie folgt realisieren: The demolding by tool part e can be realized as follows:
Nachdem alle Werkzeugteile A bis D entformt sind, kann manuell oder mit einem Robotergreifer das Laufrad mit einer spiralförmigen Bewegung, wobei die Drehbewegung entgegen der Betriebsdrehrichtung des Laufrades durchgeführt wird, in Richtung der Bodenscheibe 1 vom Werkzeugteil E heruntergezogen werden. Dabei wird das Laufrad mit seiner Einströmöffnung 3 über E heruntergezogen. Durch die überlagerte Drehbewegung werden die eigentlich in Axialrichtung hinterschnittigen Flügeldruckseiten 30 entformt. Durch diese Art der Entformung kann das Werkzeugteil E relativ „weit“ um die Flügelvorderkantenbereiche 6 herum greifen, was vorteilhaft ist. 15 lässt an den Flügelvorderkantenbereichen 6 die Trennlinie 27 zwischen Werkzeugteil E und Werkzeugteil A erkennen, die nicht mit der Silhouettenlinie 28 der Flügel 4 (in Axialrichtung gesehen) zusammenfallen muss.After all tool parts A to D can be removed manually or with a robotic gripper, the impeller with a spiral movement, wherein the rotational movement is carried out against the operating direction of rotation of the impeller in the direction of the bottom plate 1 from the tool part e be pulled down. This is the impeller with its inlet 3 pulled down over E. Due to the superimposed rotary motion are actually undercut in the axial direction wing pressure sides 30 removed from the mold. This type of demolding allows the tool part e relatively "far" around the wing leading edge areas 6 grab around, which is beneficial. 15 leaves at the wing leading edge areas 6 the dividing line 27 between tool part e and tool part A recognize that not with the silhouette line 28 the wing 4 (seen in the axial direction) must coincide.
16 zeigt das Ausführungsbeispiel aus den 13 bis 15 im Schnitt quer zur Längsachse des Laufrads, von der Einströmseite aus gesehen. Zur Beschreibung wird auf die Ausführungen zu den 13 bis 15 sowie auf die Ausführungen zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 10 verwiesen. 16 shows the embodiment of the 13 to 15 in section transverse to the longitudinal axis of the impeller, viewed from the inflow side. For the description on the remarks to the 13 to 15 and to the comments on the embodiment according to 10 directed.
17 zeigt in einer perspektivischen Ansicht das Laufrad gemäß 13 bis 16, in einer Darstellung ähnlich wie das Ausführungsbeispiel gemäß 12. Auch hier kann zur Vermeidung von Wiederholungen auf die diesbezüglichen Ausführungen verwiesen werden. Das Ausführungsbeispiel weist an der engsten Stelle 29 der Kontur der Deckscheibe 2 keinen Knick auf. Es sind aber auch Ausführungsformen mit dem dargestellten Schieberkonzept mit Werkzeugteilen E und Knick an der engsten Stelle 29 der Deckscheibe 2 vorteilhaft denkbar. 17 shows in a perspective view of the impeller according to 13 to 16 in a representation similar to the embodiment according to FIG twelve , Again, reference may be made to avoid repetition on the relevant remarks. The embodiment has at the narrowest point 29 the contour of the cover disk 2 no kink. But there are also embodiments with the illustrated slide concept with tool parts e and kink at the narrowest point 29 the cover disk 2 advantageous conceivable.
18 zeigt in einem Schnitt durch die Laufradachse, von der Seite her gesehen, das Laufrad aus den 13 bis 17. Werkzeugteil E hat in dieser Darstellung zwei nicht zusammenhängende Schnittflächen, die mit einer Schraffur versehen sind. 18 shows in a section through the impeller axis, seen from the side, the impeller from the 13 to 17 , tool part e has in this illustration two non-contiguous cut surfaces, which are provided with hatching.
Über eine in 18 nicht gezeigte Mechanik ist das Werkzeugteil E mit dem Werkzeugteil A verbunden, wodurch eine axiale Relativbewegung der beiden Werkzeugteile A und E möglich ist. Beim Entformen wird A zunächst nach links entformt. Danach können die Werkzeugteile B, C und D entformt werden. Zuletzt wird das Laufrad mit einer Drehbewegung bzw. Spiralbewegung nach rechts vom Werkzeugteil E herunter genommen.About one in 18 not shown mechanics is the tool part e with the tool part A connected, whereby an axial relative movement of the two tool parts A and e is possible. When demolding A is first removed from the mold to the left. After that, the tool parts B . C and D be removed from the mold. Finally, the impeller rotates clockwise or spiral to the right of the tool part e taken down.
Es kann bei weiteren Ausführungsformen vorteilhaft sein, dass das Werkzeugteil E durch mehrere separate Werkzeugteile E* ersetzt ist, etwa gemäß der Zahl der Lüfterflügel. Diese separaten Werkzeugteile E* müssen dann alle über eine Mechanik mit dem Werkzeugteil A verbunden sein (zu Werkzeugteil A relative Translationsbewegung in Axialrichtung). Die Werkzeugteile E* können dabei die Funktion der Auswerferstifte eines Spritzgießwerkzeugs übernehmen.It may be advantageous in further embodiments that the tool part e through several separate tool parts e * is replaced, for example, according to the number of fan blades. These separate tool parts e * then all have a mechanic with the tool part A be connected (to tool part A relative translational movement in the axial direction). The tool parts e * can take over the function of the ejector pins of an injection mold.
Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Laufrads wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf den allgemeinen Teil der Beschreibung sowie auf die beigefügten Ansprüche verwiesen.With regard to further advantageous embodiments of the impeller according to the invention reference is made to avoid repetition to the general part of the specification and to the appended claims.
Schließlich sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Laufrads lediglich zur Erörterung der beanspruchten Lehre dienen, diese jedoch nicht auf die Ausführungsbeispiele einschränken.Finally, it should be expressly understood that the above-described embodiments of the impeller according to the invention are merely for the purpose of discussion of the claimed teaching, but do not limit these to the embodiments.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
-
11
-
Bodenscheibebottom disk
-
22
-
Deckscheibecover disc
-
33
-
Einströmöffnunginflow
-
44
-
Flügelwing
-
55
-
deckscheibenseitiger Endbereichcover disk-side end region
-
66
-
FlügelvorderkantenbereichWing leading edge region
-
77
-
FlügelhinterkantenbereichWing trailing edge region
-
88th
-
Bereich der AufweitungArea of expansion
-
99
-
FlügelsaugseiteFlügelsaugseite
-
1010
-
Schnittlinie der FlügelsaugseiteCutting line of the wing suction side
-
1111
-
Motoraufnahmeengine mount
-
1212
-
Axialrichtungaxially
-
1313
-
Radius der EinströmöffnungRadius of the inflow opening
-
1414
-
Außenkontur der DeckscheibeOuter contour of the cover disk
-
1515
-
Abschnitt der FlügelsaugseiteSection of the wing suction side
-
1616
-
Abschnitt der BodenscheibeSection of the bottom disk
-
1717
-
Trennfläche zwischen den Werkzeugteilen C und DSeparating surface between the tool parts C and D.
-
1818
-
Trennfläche zwischen den Werkzeugteilen DSeparating surface between the tool parts D
-
1919
-
kleiner Bereich der Innenseite der Deckscheibesmall area of the inside of the cover disk
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2020
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Trennlinie zwischen den Werkzeugteilen C und D, WerkzeugtrennlinieDividing line between the tool parts C and D, tool cutting line
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2121
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Trennlinie zwischen den Werkzeugteilen A und C, WerkzeugtrennlinieDividing line between the tool parts A and C, tool parting line
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22 22
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Trennlinie zwischen den Werkzeugteilen A und D, WerkzeugtrennlinieDividing line between the tool parts A and D, tool cutting line
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2323
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Trennlinie zwischen den Werkzeugteilen D und E, WerkzeugtrennlinieDividing line between the tool parts D and E, tool cutting line
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2424
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Knickkink
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2525
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Pfeil, Entformungsrichtung des Werkzeugteils CArrow, demolding direction of the tool part C
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2626
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Pfeil, Entformungsrichtung des Werkzeugteils AArrow, demolding direction of the tool part A
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2727
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Trennlinie zwischen den Werkzeugteilen A und E, WerkzeugtrennlinieDividing line between the tool parts A and E, tool parting line
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2828
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Silhouettenlinie des FlügelsSilhouette line of the wing
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2929
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engste Stelle der Deckscheibenarrowest point of the cover disk
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3030
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FlügeldruckseiteWing pressure side
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3131
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Trennlinie zwischen zwei benachbarten Werkzeugteilen D, Werkzeugtrennlinie
Dividing line between two adjacent tool parts D, tool parting line
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AA
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Werkzeugteiltool part
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BB
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Werkzeugteiltool part
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CC
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Werkzeugteiltool part
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DD
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Werkzeugteiltool part
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Ee
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Werkzeugteiltool part
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E*e *
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Werkzeugteiltool part
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αα
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Knickwinkel des KnicksBending angle of the bend
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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US 2016177966 A1 [0005]US 2016177966 A1 [0005]
