DE19501533A1 - Lüfterrad und Verfahren zur Herstellung desselben - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Lüfterrad gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 2 sowie auf ein Verfahren zur Herstellung des Lüfterrades.

Bei einem bekannten Lüfterrad mit im wesentlichen sternför­ miger Grundplatte und axial vorgezogenen Schaufeln an den weitgehend spitz zulaufenden radialen Ansätzen ist im zen­ tralen Mittelbereich rund um die Achsöffnung eine ringförmi­ ge Sicke eingeprägt, also axial vorgezogen, von wo aus strahlenförmig radiale Sicken ausgehen, die sich bis in den Bereich der radialen Ansätze erstrecken. Dabei verlaufen die radialen Sicken asymmetrisch zur Kontur der genannten Ansät­ ze. Diese Lüfterräder bestehen aus dünnem metallischen Blechmaterial. Versuche insbesondere im Hochtemperaturbe­ reich haben gezeigt, daß schon nach relativ kurzer Betriebs­ dauer die radialen Ansätze sich mehr oder weniger verformen mit der Folge, daß die Lüfterleistung sinkt und störende Laufgeräusche auftreten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Lüfterrad so zu verbessern, daß auch bei stark wechselnden Temperaturver­ hältnissen eine exakte und gleichbleibende Geometrie und Auswuchtlage des Lüfterrades erhalten bleibt.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die unabhängigen Ansprüche 1 und 2. Vorteilhafte Ausgestaltungen sowie ein Verfahren zur Herstellung derartiger Lüfterräder ergeben sich aus den nachfolgenden Patentansprüchen.

Die vorzugsweise als flächenhafte Aus- oder Formprägungen ausgebildeten axial vorgezogenen Abschnitte verleihen der Grundplatte eine derartige Formstabilität und Wärmefestig­ keit auch bei extremer thermischer Belastung, z. B. bis zu 500°C bei Einsatz in pyrolytisch selbstreinigenden Back­ öfen, daß keine Veränderung der geometrischen Relationen stattfindet, der ausgewuchtete Zustand erhalten bleibt und ein gleichbleibend niedriges Laufgeräusch erreicht wird. Insbesondere durch die weitgehend symmetrische Konturierung der Abschnitte, z. B. durch das Vorhandensein eines weitge­ hend konstanten Randes zwischen den Abschnitten und der Au­ ßenkontur der Grundplatte, können thermisch bedingte Mate­ rialausdehnungen nicht zu partiellen Verwerfungen führen. Durch diese die Formbeständigkeit begünstigenden Eigenschaf­ ten ergibt sich die Möglichkeit, auch relativ dünnes, vor­ zugsweise metallisches Blechmaterial mit geringer Wärmekapa­ zität zu verwenden, ohne daß bezüglich der Rundlaufeigen­ schaft Nachteile zu befürchten wären. Aufgrund der genannten Formbeständigkeit besteht auch ohne weiteres die Möglich­ keit, das Lüfterrad mit einer relativ bruchempfindlichen Be­ schichtung z. B. mit einer katalytisch selbstreinigenden Emailbeschichtung zu versehen. Nicht zuletzt zeichnet sich das erfindungsgemäße Lüfterrad durch niedrige Herstellungs­ kosten aus.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestell­ ten Ausführungsbeispieles nachstehend erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 die Draufsicht auf das Lüfterrad,

Fig. 2 eine Teil-Schnittansicht des Lüfterrades gemäß Schnittansicht II-II gemäß Fig. 1 in größerem Maßstab,

Fig. 3 eine weitere Schnittdarstellung des Lüfterrades gemäß Schnittlinie III-III in Fig. 1 in größerem Maßstab.

Das in Fig. 1 dargestellte Lüfterrad besitzt einen durch einen Kreis verdeutlichten zentralen Mittelbereich 1, in dessen Mittelpunkt sich eine unrunde Achsöffnung 2 für die Montage auf der Abtriebswelle eines nicht dargestellten An­ triebsmotors befindet. An den zentralen Mittelbereich 1 schließen sich an flügelartige, radial über den Mittelbe­ reich hinausragende Ansätze 3, wovon insgesamt sieben An­ sätze 3 vorgesehen sind. Wie insbesondere die Schnittlinie II-II verdeutlicht, erstrecken sich die Symmetrieachsen der Ansätze 3 nicht exakt radial sondern leicht geneigt zu den zugehörigen Radialen. Die Ansätze 3 verjüngen sich leicht nach außen hin und besitzen an jeweils einer seitlichen Be­ grenzung rechtwinkelig abgebogene Schaufeln 4, wie aus den Fig. 2 und 3 zu erkennen. Der Mittelbereich 1 sowie die Ansätze 3 sind Bestandteil einer einstückigen, aus dünnem z. B. metallischem Blechmaterial bestehenden Grundplatte 5, von welcher die Schaufeln 4 rechtwinkelig abgebogen sind. Der gestrichelt dargestellte Kreis 6 verdeutlicht den Außenumfang des Lüfterrades. Wie insbesondere die Fig. 1 und 3 zeigen, ist im zentralen Mittelbereich 1 ein gegen­ über einer Grundebene 8 axial vorgezogener, ringförmiger Abschnitt 7 in Form einer ringförmigen, flächigen Formprä­ gung ausgebildet, an den sich entsprechend der Anzahl der Ansätze 3 stern- oder strahlenförmige Abschnitte 9 unmit­ telbar und nahtlos anschließen. Wie Fig. 1 zeigt, durchzie­ hen diese strahlenförmigen Abschnitte 9 die Ansätze 3 im wesentlichen symmetrisch zur Außenkontur dieser Ansätze 3. Sie erstrecken sich bis annähernd zu den Enden der Ansätze 3, so daß sich zwischen der Außenkontur des Lüfterrades bzw. der Grundplatte 5 einschließlich der Ansatz-Fußberei­ che weitgehend konstante Randstege oder Randflächen 10 er­ geben. Beim Ausführungsbeispiel folgt die Konturierung der vom Mittelbereich ausgehenden Abschnitte 9 der Außenkontur der Grundplatte 8 unter Bildung der vorgenannten Randflä­ chen 10 konstanter Breite. Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, besitzen die als Formprägungen ausgeführten, axial vorgezo­ genen Abschnitte 9 im wesentlichen ebene Flächen 11, die mit sanften, weitgehend verrundeten und daher strömungsgün­ stigen Übergängen 12 übergehen in die Grundebene 8. Die strahlenförmigen Abschnitte 9 verjüngen sich nach außen hin entsprechend der verjüngten Kontur der flügelartigen Ansät­ ze 3. Wie sich aus Fig. 2 ergibt, vermindert sich weiterhin die Prägetiefe h im Bereich der strahlenartigen Abschnitte 9. Aufgrund des Umstandes, daß die Ansätze 3 nicht exakt radial zum Lüfterrad-Zentrum verlaufen, ergeben sich in den Fußbereichen der strahlenförmigen Ansätze 3 unsymmetrische Verläufe der runden, Außenkontur-Kanten und damit ungleiche Kreisabschnitte in diesen Fußbereichen. Um auch in diesen Bereichen angenähert symmetrische oder gleiche geometrische Verhältnisse zu schaffen ist vorgesehen, daß in den Über­ gangsbereichen zwischen dem zentralen ringförmigen Bereich und den strahlenförmigen Bereichen die axial vorgezogenen Prägeflächen 11 mit zusätzlich axial vorgezogenen Bombie­ rungen 13 kreisförmiger Grundkontur und Radius R ausgestat­ tet sind. Diese Bombierungen 13 können auch einen kleineren Radius R besitzen, wie durch einen strichpunktierten Li­ nienzug in Fig. 2 angedeutet.

Gemäß einem bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung des erläuterten Lüfterrades ist vorgesehen, daß zunächst aus einer ebenen, z. B. entsprechend dem Umfangs­ kreis 6 bemessenen metallischen Platine, die unmittelbar nahtlos ineinander übergehenden Abschnitte 7 und 9 (Form­ prägungen) im Prägeverfahren axial vorgezogen werden und daß danach die stern- oder strahlenförmige Kontur der Grundplatte 5 freigeschnitten oder freigestanzt wird und danach oder in einem gemeinsamen Stanz-Prägeverfahren die Schaufeln 4 gegenüber der Grundplatte 5 abgebogen werden. Auf diese Weise vermeidet man prägebedingte Materialspan­ nungen in den Randflächen 10 in der Grundebene 8. Hierbei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn als Ausgangsebe­ ne für das Prägeverfahren die Flächen 11 dienen, gegenüber welchen die, die Formprägungen umgebenden Bereiche, insbe­ sondere die Randflächen 10 und die zentrale Kreisfläche 14 im Zentrum des Lüfterrades durch Prägen axial vorgezogen werden. Anschließend kann das Lüfterrad in bekannter Weise mit einer Oberflächenbeschichtung versehen werden. Die durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Lüfterrades sich ergebenden Vorteile zeigen sich insbesondere bei Ver­ wendung von metallischem und durch Prägen verformten Mate­ rial. Jedoch sind auch andere Materialien oder Formgebungen für das Lüfterrad denkbar wie z. B. die Verwendung von Kunststoff, wobei dann geeignete Formgebungsprozesse zur Schaffung der als Raumform zu verstehenden Formprägungen anzuwenden sind.

Claims (12)

1. Lüfterrad für Hochtemperaturbetrieb insbesondere in Backöfen, mit einer stern- oder strahlenförmigen Grund­ platte (5), an deren über einen zentralen Mittelbereich (1) im wesentlichen radial hinausragenden Ansätzen (3) axial vorgezogene Schaufeln (4) angeordnet sind und die Grundplattenfläche mit axial vorgezogenen Abschnitten (7, 9) versehen ist, die sich vom Mittelbereich bis in den Bereich der Ansätze (3) erstrecken, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Anschluß an einen zentralen, ringförmi­ gen Abschnitt (7) stern- oder strahlenförmige, die An­ sätze (3) der Grundplatte (5) im wesentlichen symme­ trisch zur Außenkontur durchziehende Abschnitte (9) vor­ gesehen sind.

2. Lüfterrad für Hochtemperaturbetrieb insbesondere in Backöfen, mit einer stern- oder strahlenförmigen Grund­ platte (5), an deren über einen zentralen Mittelbereich (1) im wesentlichen radial hinausragenden Ansätzen axial vorgezogene Schaufeln (4) angeordnet sind und die Grund­ plattenfläche mit axial vorgezogenen Abschnitten (7, 9) versehen ist, die sich vom Mittelbereich bis in den Be­ reich der Ansätze (3) erstrecken, dadurch gekennzeich­ net, daß im Anschluß an einen zentralen, ringförmigen Abschnitt (7) stern- oder strahlenförmige, vom genannten Abschnitt ausgehende und der Außenkontur der Grundplatte (5) folgende Abschnitte (9) vorgesehen sind.

3. Lüfterrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Abschnitte als Formprägun­ gen ausgebildet sind.

4. Lüfterrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Abschnitte (7, 9) als im wesentlichen ebene, gegenüber der Grundplatte (5) vorge­ zogene Flächen aufweisende Formprägungen ausgebildet sind.

5. Lüfterrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Abschnitte (7, 9) ineinan­ der übergehen und Teile eines gemeinsamen Abschnittes vorzugsweise einer gemeinsamen Formprägung sind.

6. Lüfterrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß zwischen Außenkontur der An­ sätze (3) bzw. der Grundplatte (5) und derjenigen der Abschnitte (7, 9) Randflächen (10) zumindest annähernd konstanter Breite vorhanden sind.

7. Lüfterrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die vorgezogene Tiefe (h) der Abschnitte (9) im strahlenartigen Bereich sich radial nach außen hin vermindert.

8. Lüfterrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß in den Übergangsbereichen zwi­ schen dem zentralen ringförmigen Bereich (1) und den strahlenförmigen Bereichen die axial vorgezogenen Präge­ flächen (11) der als Formprägung ausgebildeten Abschnit­ te (7, 9) mit zusätzlich axial vorgezogenen Bombierungen (13) vorzugsweise kreisförmiger Grundkontur versehen sind.

9. Lüfterrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß im Mittelbereich der Grund­ platte (5) ein ringförmiger, axial vorgezogener Ab­ schnitt (7) vorgesehen ist, der sich zumindest annähernd bis zum Fußbereich der strahlenförmigen Ansätze (3) er­ streckt, an welchen Abschnitt sich die stern- oder strahlenförmigen Abschnitte (9) kontinuierlich anschlie­ ßen.

10. Lüfterrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß es mit einer Oberflächenbe­ schichtung, vorzugsweise mit einer Emailschicht versehen ist.

11. Verfahren zur Herstellung des Lüfterrades nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst aus einer ebenen, vorzugsweise metallischen Platine die Formprägungen (7, 9) und gegebenenfalls die Bombierungen (13) axial vorgezogen werden und daß dann die Kontur der Grundplatte (5) frei geschnitten und die Schaufeln (4) gegenüber der Grundplatte gebogen werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die die Formprägungen umgebenden Bereiche durch Prägen axial vorgezogen werden.