DE2535196A1 - Radialstroemungsmaschine, insbesondere radialluefterrad - Google Patents

Radialstroemungsmaschine, insbesondere radialluefterrad

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Description

Süddeutsche Kühlerfabrik Julius Fr. Behr, 7 Stuttgart J>0
Mauserstrasse 5
Radialströmungsraaschine, insbesondere Radiallüfterrad
Die Erfindung betrifft eine Radialströmungsmaschine, insbesondere ein Radiallüfterrad mit Schaufeln zwischen Radboden und Deckscheibe, vorzugsweise zur Verwendung für Fahrzeug-Kühlanlagen.
Derartige Radiallüfter werden im allgemeinen derart hergestellt, daß der Radboden mit den senkrecht darauf stehenden Lüfterschaufeln in einem Teil gespritzt wird und danach die düsenförmige Deckscheibe auf den freien Schaufelseiten befestigt wird» Dies kann beispielsweise durch Schweißen oder Kleben erfolgen. Neben den erforderlichen hohen Werkzeugkosten ist ein weiterer Nachteil in der ungleichförmigen Dicke der Schaufeln zu sehen, da diese konisch zulaufen müssen, um ein Entformen zu ermöglichen. Am Schaufelfuß können dadurch, besonders bei breiten Laufrädern, große Blattstärken auftreten, die sich auf die Geräuschentwicklung und den Wirkungsgrad des Lüfters ungünstig auswirken. Die Blattstärken der Schaufeln betragen bei einem bekannten Lüfter im Durchschnitt 3 mm. Zum Entformen ist meist ein halber Winkelgrad notwendig. Für eine Blattstärke von deckscheibenseitig 3 mm ergeben sich somit 6 bis 7 mm am Schaufelfuß, bei einer Blattbreite von l4o mm. Nachteilig ist ferner, daß zur Hesstellung große Spritzformen sowie große Kunststoffmengen beim Spritzen benötigt werden, wofür bei einem Durchmesser von z.B. 600 mm entsprechend große Spritzgußmaschinen nötig sind. Die Wandstärken der Schaufeln betragen bei einem bekannten Lüfter im Durchschnitt J, mm. Zum Entformen ist meist ein halber Winkelgrad notwendig. Für eine Blattstärke von bo-
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(Jenseitig j5 mm ergeben sich somit 6/ bis 7 mm am Schaufelfuß, bei einem Durchmesser von 55 cm.
Es ist bekannt, die Schaufeln einzeln zwischen Radboden und Deckscheibe zu schweißen, wobei dies vorzugsweise dadurch geschieht, daß die Schaufeln mit Zapfen versehen sind, durch entsprechende Aussparungen im Radboden und der Deckscheibe ragen und durch Ultraschallschweißen mit diesen verbunden werden. Dieses Herstellungsverfahren ist jedoch verhältnismäßig aufwendig. Außerdem ist die Stabilität derartiger Laufräder nur gering, da eine Verbindung der einzelnen Bauteile nur an den Zapfen besteht .
Es ist ferner ein Herstellverfahren für Radiallaufräder von Kleinstventilatoren bekannt, bei dem jede der beiden Radscheiben zusammen mit jeweils einem Teilstück der einzelnen Schaufeln hergestellt wird, wobei die Teilstücke der Schaufeln so geformt sind, daß jeweils zwei gleichliegende Teilstücke entweder überwiegend formschlüssig bei geringer Schaufelflächenüberlappung oder überwiegend in folge zu bewirkender Oberflächenhaftung kraftschlüssig bei großen Schaufelflachenuberlappung zusammengefügt und miteinander vorzugsweise verklebt werden. Nachteilig ist dabei, daß die einzelnen Schaufeln in radialer Richtung Verbindungsstellen aufweisen die die Strömungsverhältnisse ungünstig beeinflussen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Radiallüfter zu schaffen, der in großen Stückzahlen rationell gefertigt werden kann, geringe Herstellkosten verursacht und bei geringem Gewicht eine hohe Stabilität besitzt.
Diese Aufgabe wird bei einer Radialströmungsmaschine der
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eingangs erläuterten Art erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß das Lüfterrad aus Radsegmenten zusammengesetzt ist.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn jedes Radsegment aus einem Bodensegment, einer Pörderschaufel und einem Deckscheibensegment gebildet ist.
Um eine unsymmetrische Schaufelteilung zu erreichen, ist es aber auch zweckmäßig, nach einer Weiterbildung der Erfindung, daß einzelne Rad-Zwischensegmente ohne Pörderschaufel ausgebildet sind.
Durch die erfindungsgemäße Aufteilung eines Radiallüfters in Radsegmente ist es möglich, Bodenteil, Förderschaufel und Deckscheibe eines Segmentes einstückig auszubilden. Derartige Segmente lassen sich strömungs- und jPerügungs» technisch günstig gestalten. Außerdem ist die Stabilität eines derartigen Bauteils auf Grund seiner einstückigen Ausführung groß.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Festigkeit durch Verstärkungsrippen auf den Außenseiten des Bodensegmentes und/oder des Deckscheibensegmentes noch weiter verstärkt.
Um den Zusammenbau eines erfindungsgemäßen Radiallüfterrades zu erleichtern, ist es vorteilhaft, wenn nach einem weiteren Merkmal der Erfindung, die Radsegmente an ihren Stoßstellen mit einer Verzahnung versehen sind.
Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Verzahnung an den Stoßstellen durch Nuten und entsprechende Gegenstücke z. B. Leisten gebildet.
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Die Länge der Nuten und Leisten kann der Länge der Stoßstelle entsprechen. Es ist aber auch möglich, mehrere kurze Nuten und Leisten vorzusehen.
Um die Verbindung weiter zu sichern, ist es vorteilhaft, wenn die Radsegmente im Bereich der Stoßstellen Randverstärkungen aufweisen.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die einzelnen Segmente durch Klammern miteinander verbunden. Diese Klammern sind vorteilhafterweise Ü-förmig ausgebildet und bestehen aus Stahlblech, wobei bei der Montage der Radsegmente Schenkel umgebogen werden.
Es können abe3/auch nach einem abgewandelten Ausführungsbeispiel der Erfindung Stahlfedern als Klammern verwendet werden.
Eine weitere Verbindungsmöglichkeit der Segmente untereinander besteht in einer Verklebung oder Verschweißung. In vorteilhafter Weise können die Verbindungsmöglichkeiten kombiniert werden, d.h. die Segemente sind miteinander verklebt oder verschweißt und verklammert.
Bevorzugt werden die Radsegmente aus . Kunststoff gebildet. Es ist aber auch möglich, die Segmente aus Leichtmetall, im Spritzgußverfahren, od. dgl. herzustellen.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung sind sämtliche Verbindungsstellen überwiegend nur durch Zugkräfte beansprucht die konstruktiv leicht zu beherrschen sind.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden an-
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hand der Zeichnungen näher erläutert, die schematisch Ausführungsbeispiele darstellen. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine Vorderansicht (Saugseite) eines erfindungsgemäßen Laufrades,
Fig. 2 einen seitlichen Schnitt,
Fig. 3 eine Teilansicht zweier Radsegmente,
Fig. 1T einen Schnitt durch eine durch Klammern gehaltene Verbindungsstelle,
Fig. 5 einen Schnitt durch eine durch Federn gehaltene Verbindungsstelle, und
Fig. 6 einen Querschnitt durch eine Förderschaufel.
In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäßes Radialrad im zusammengebauten Zustand in Vorderansicht dargestellt. LLr, Die Radsegmente 1 bestehen aus Bodensegment2, Förderschaufel und Deckseheibensegment 4. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Radialrad aus neun Segmenten zusammengesetzt. Es ist jedoch auch eine andere Anzahl von Segmenten denkbar. Auch können ZwischenSegmente vorgesehen sein, die keine Förderschaufel aufweisen, um eine ungleichmäßige Beschaufelung, vorzugsweise zur Verminderung der Geräuschbildung,anzuordnen.
Das erfindungsgemäße Schaufelrad wird, im Gegensatz : zum Stand der Technik, nicht in axialer Richtung sondern in horizontal kreisförmiger Richtung zusammengesetzt.
Im Bodensegment 2 sind auf einem Teilkreis 5 Bohrungen
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zur Befestigtang auf einem Plansch angebracht. In den Bohrungen 6 auf dem Teilkreis 5 können zur Verstärkung Metallbuchsen 10 eingesetzt, eingespritzt oder eingeklebt sein. Zur Erzielung einer höheren Stabilität kann das Deckscheibensegment 4 und/oder das Bodensegment mit Verstärkungsrippen 11 versehen sein.
In Fig. 2 ist ein Teilquerschnitt durch ein Radsegment dargestellt, mit Bodensegment 2, Förderschaufel 3 und Deckscheibensegment 4.
In Fig. 3 ist im vergrößerten Maßstab eine Teilansicht zweier Radsegmente 1 dargestellt, deren Deckscheibensegment 4 an einer Stoßstelle 7 durch zwei Klammern 8 zusammengehalten wird. Die nicht dargestellte Verbindung der Bodensegmente 2 kann sinngemäß durch eine oder zwei baugleiche Klammern 8 erfolgen.
Die Stoßstelle 7 wird vorteilhafterweise in Form einer Verzahnung 9 ausgebildet. Diese kann z. B. durch eine Nut 14 mit einem entsprechenden Gegenstück, z. B. eine Leiste 15, erreicht werden. Dadurch wird ein Verschieben der Segmente 1 gegeneinander in radialer und axialer Richtung verhindert.
Wie aus den Fig. 4und 5 ersichtlich, sind die Radsegmente 1 an den Stoßstellen 7 mit einer Randverstärkung versehen, in die beispielsweise die Verzahnung 9 in Form der Nut 14 bzw. der Leiste 15 angebracht ist. Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Stoßstelle J mit einer Verzahnung 9 ist in Fig. 4 dargestellt, wobei zur Verbindung eine Klammer 8 dient, die beispielsweise aus Stahlblech gefertigt sein kann. Die Ü-förmig vorgeformte Klammer 8 wird durch entsprechende Aussparungen in den Radsegmenten 1 gesteckt. Die Aussparungen 12 wer-
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den vorzugsweise schon bei der Herstellung der Radsegmente mit eingeformt- Die strichlierte Darstellung zeigt die Klammer 8 in dieser Stellung. Durch ein Werkzeug werden die Schenkel 13 der Klammer 8 in ihre Endlage gebogen. Auf diese Weise entsteht eine sehr feste Verbindung.
Bei dem abgewandelten Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist die Stoßstelle 'Ja. wiederum mit einer Verzahnung 9& versehen. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Klammer 8a als Stahlfeder ausgebildet. Diese schnappt nach dem Eindrücken durch die entsprechenden Aussparungen 12a in ihre gezeichnete Endlage und hält so die Radsegmente la fest zusammen.
Der Querschnitt durch eine Förderschaufel der Reihe nach Fig. 6 läßt erkennen, daß durch die erfindungsgemäße Gestaltung des Lüfterrades eine strömungstechnisch und festigkeitsmäßig günstige Form der Förderschaufel ^ erzielt wird.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie umfasst auch alle fachmännischen Abwandlungen und Weiterbildungen sowei Teil- und Unterkombinationen der beschriebenen und/oder dargestellten Merkmale und Maßnahmen.
- Ansprüche -
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Claims (14)

  1. Ansprüche
    ί 1.J Radialströmungsmaschine, insbesondere Radiallüfterrad mit Schaufeln zwischen Radboden und Deckscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß das Lüfterrad aus Radsegmenten (1) zusammengesetzt ist..
  2. 2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Radsegment (1) aus einem Bodensegment (2) einer oder mehreren Förderschaufeln (3) und einem Deckscheibensemgent (4) gebildet ist.
  3. 3· Maschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einzelne Rad-Zwischensegmente ohne Förderschaufel (3).
  4. 4. Maschine nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Radsegmente (1) an ihren Stoßstellen (7) mit einer Verzahnung (9) versehen sind.
  5. 5- Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnung (9) an den Stoßstellen (7) durch Nuten (14) und-entsprechende Gegenstücke (Leisten 15) gebildet ist.
  6. 6. Maschine nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (14) und Leisten (15) sich über die ganze Länge der Stoßstelle (7) erstrecken.
  7. 7· Maschine nach Anspruch 4 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Radsegmente (1) im Bereich der Stoßstellen (7) Randverstärkungen aufweisen.
  8. 8. Maschine nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (l) miteinander durch Klammern (8) verbunden sind.
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  9. 9- Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Klammern (8) ü-förmig ausgebildet sind.
  10. 10. Maschine nach Anspruch 8 oder S3 dadurch gekennzeichnet, daß die Klammern (8) aus Blech bestehen und bei der Montage der Radsegmente (l) Schenkel (13) umgebogen werden.
  11. 11. Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,, daß die Klammern (8) Stahlfedern sind.
  12. 12. Maschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (1) miteinander verklebt oder versehweißt sind.
  13. 13. Maschine nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (1) miteinander verklebt oder verschweißt und geklammert sind.
  14. 14. Maschine nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Radsegmente (1) aus ' . ICuns-tstoff gebildet sind. ·
    15· Radialströmungsmaschine nach Anspruch 1 oder folgenden, gekennzeichnet durch Verstärkungsrippen (11) auf der Außenseite des Bodensegmentes (2) und/oder des Deekscheibensegmentes (k-).
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