DE2535196C3

DE2535196C3 - Laufrad für Radialströmungsmaschine

Info

Publication number: DE2535196C3
Application number: DE2535196A
Authority: DE
Inventors: Udo Ing.(Grad.) 7251 Hemmingen Baasner
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 1975-08-07
Filing date: 1975-08-07
Publication date: 1980-12-04
Also published as: FR2320438B1; FR2320438A1; DE2535196A1; SE7608711L; DE2535196B2; IT1067598B; SE428827B

Description

Die Erfindung betrifft ein Laufrad für eine Radialströmungsmaschine, das aus kreisringsektorartigen Teilen zusammengesetzt ist, wobei jeder dieser Teile aus einem Bodenteil, einem Deckscheibenteil und einer oder mehreren Laufschaufeln gebildet ist, insbesondere Radiallüfterrad zur Verwendung für Fahrzeug-Kühlanlagen.

Ein Laufrad für eine Radialströmungsmaschine der eingangs erläuterten Art ist für eine Francis-Turbine aus der US-PS 37 97 965 bekannt. Bei diesem bekannten Turbinen-Laufrad sind Laufschaufeln mit einem Bodenteil und einem Deckscheibenteil durch Schweißen verbunden. Die Aufteilung des Bodenteils und des Deckscheibenteils in einzelne Sektoren erfolgt aus Transportgründen.

Laufräder für Radiallüfter werden im allgemeinen derart hergestellt, daß der Radboden mit den senkrecht draufstehenden Lüfterschaufeln in einem Teil gespritzt wird und danach die düoenförmige 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 140 mm. Nachteilig ist ferner, daß zur Herstellung große Spritzformen sowie große Kunststoffmengen beim Spritzen benötigt werden, wofür bei einem Durchmesser von z.B. 600mm

ίο entsprechend große Spritzgußmaschinen nötig sind.

Es ist bekannt (DE-PS 19 35 013), 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 Herstellungsverfahren für Radiallaufräder von Kleinstventilatoren bekannt (DE-OS 19 49 510), 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 infolge zu bewirkender Oberflächenhaftung kraftschlüssig bei großer Schaufelflächenüberlappung zusammengefügt und miteinander vorzugsweise verklebt werden. Nachteilig ist dabei, daß die einzelnen Schaufeln in radialer Richtung Verbindungsstellen aufweisen, die die Strömungsverhältnisse ungünstig beeinflussen.

Schließlich ist ein Laufrad ohne Deckscheibe, mit geraden Schaufeln bekannt (GB-PS 10 73 490), wobei die Schaufeln keine Biegekomponente aufweisen, wie rückwärts gekrümmte Schaufeln. Dieses bekannte Radiallaufrad für Verdichter weist ein Schaufelblatt auf, das seitlich von gebogenen Abstandsstegen eingefaßt ist. Am inneren Ende ist eine Schwalbenschwanzführung vorgesehen. Anstelle der Deckscheibe ist eine Einlaßdüse vorhanden. Ein derartiges Laufrad, das aus vielen Einzelteilen besteht, ist konstruktiv und herstellungstechnisch sehr aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Laufrad zu schaffen, das in großer Stückzahl rationeller gefertigt werden kann, geringe Herstellungskosten verursacht und bei geringem Gewicht eine hohe Stabilität aufweist.

Diese Aufgabe wird bei dem Laufrad der eingangs erläuterten Art erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß die kreisringsektoiartigen Teile einstüCKig ausgebildet, an ihren Stoßstellen mit einer Verzahnung versehen und miteinander durch Klammern verbunden sind.
Die erfindungsgemäß einstückig ausgebildeten, aus Bodenteil, Förderschaufel und Deckscheibe bestehenden kreisringsektorartigen Teile lassen sich strömungs- und fertigungstechnisch günstig gestalten. Außerdem ist die Stabilität eines derartigen Bauteils aufgrund seiner einstückigen Ausführung sehr groß.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung sind sämtliche Verbindungsstellen überwiegend nur dunh Zugkräfte beansprucht, die konstruktiv leicht zu beherrschen sind.

Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Verzahnung an den Stoßstellen durch Nuten und entsprechende Gegenstücke, z.B. Leisten, gebildet

Die Länge der Nuten und Leisten kann der Länge der Sto3stelle entsprechen. Es ist aber auch möglich, mehrere kurze Nuten und Leisten vorzusehen.

Um die Verbindung weiter r· sichern, ist es vorteilhaft, wenn die kreisringsektorartigen Teile im Bereich der Stoßstellen Randverstärkungen aufweisen.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Klammern vorteilhafterweise U-förmig ausgebildet

Sie bestehen zweckmäßigerweise aus Stahlblech, wobei bei der Montage der kreisringsektorartigen Teile Schenkel umgebogen werden.

Es können aber auch nach einem abgewandelten Ausführungsbeispiel der Erfindung Stahlfedern als Klammern verwendet werden.

Eine weitere Verbindungsmöglichkeit der kreisringsektorartigen Teile untereinander besteht in einer zusätzlichen Verklebung oder Verschweißung.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert, die schematisch Ausführungsbeispiele darsteilen. Dabei zeigt

F i g. 1 eine Vorderansicht (Saugseite) eines erfindungsgemäßen Laufrades,

F i g. 2 einen seitlichen Schnitt,

F i g. 3 eine Teilansicht zweier kreisringsektorartiger Teile,

Fig.4 einen Schnitt durch eine durch Klammern gehaltene Verbindungsstelle,

F i g. 5 einen Schnitt durch eine durch Federn gehaltene Verbindungsstelle und

F i g. 6 einen Querschnitt durch eine Förderschaufel.

In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes Radialrad im zusammengebauten Zustand in Vorderansicht dargestellt. Die kreisringsektorartigen Teile 1 bestehen aus Bodenteil 2, Laufschaufel 3 und Deckscheibenteil 4. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Radialrad aus neun kreisringsektorartigen Teilen zusammengesetzt. Es ist jedoch auch eine andere Anzahl von kreisringsektorartigen Teilen denkbar. Auch können Zwischenteile vorgesehen sein, die keine Laufschaufel aufweisen, um eine ungleichmäßige Beschaufelung, vorzugsweise zur Verminderung der Geräuschbildung, anzuordnen.

Das Schaufelrad wird, im Gegensatz zum Stand der Technik nicht in axialer Richtung sondern in horizontal kreisförmiger Richtung zusammengesetzt.

Im Bodenteil 2 sind auf einem Teilkreis 5 Bohrungen 6 zur Befestigung auf einem Flansch 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 der Deckscheibenteil 4 und/oder der Bodenteil 2 mit Verstärkungsrippen 11 versehen sein.

Bevorzugt werden die kreisringsektorartigen Teile aus Kunststoff gebildet Es ist aber auch möglich diese Teile aus Leichtmetall, im Spritzgußverfahren oder dergleichen herzustellen.

In F i g. 2 ist ein Teilquerschnitt durch ein kreisringsektorartiges Teil 1 dargestellt mit Bodenteil 2, Laufschaufel 3 und Deckscheibenteil 4.

In F ig. 3 ist im vergrößerten Maßstab eine Teilansicht zweier kreisringsektorartiger Teile 1 dargestellt deren Deckscheibenteil 4 an einer Stoßstelle 7 durch zwei Klammern 8 zusammengehalten wird. Die nicht dargestellte Verbindung der Bodenteile 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 kreisringsektorartigen Teile 1 gegeneinander in radialer und axialer Richtung verhindert.
Wie aus den Fig.4 und 5 ersichtlich, sind die kreisringsektorartigen Teile 1 in 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 Stoßstelle 7 mit einer Verzahnung 9 ist in F i g. 4 dargestellt, wobei zur Verbindung eine Klammer 8 dient die beispielsweise aus Stahlblech gefertigt sein kann. Die U-förmig vorgeformte Klammer 8 wird durch entsprechende Aussparungen 12 in den kreisringsektorartigen Teilen 1 gesteckt. Die Aussparungen 12 werden vorzugsweise schon bei der Herstellung der kreisringsektorartigen Teile 1 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 Ta wiederum mit einer Verzahnung 9a 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 kreisringsektorartigen Teile la fest zusammen.

Der Querschnitt durch eine Förderschaufel der Reihe nach Fig.6 läßt erkennen, daß durch die beschriebene Gestaltung des Laufrades eine strömungstechnisch und festigkeitsmäßig günstige Form der Laufschaufel 3 erzielt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Laufrad für Radialströmungsmaschine, das aus kre isringsektorartigen Teilen zusammengesetzt ist, wobei jeder dieser Teile aus einem Bodenteil, einem Deckscheibenteil und einer oder mehreren Laufschaufeln gebildet ist, insbesondere Radiallüfterrad zur Verwendung für Fahrzeug-Kühlanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß die kreisringsektorartigen Teile (1) einstückig ausgebildet, an ihren Stoßstellen (7) mit einer Verzahnung (a) versehen und miteinander durch Klammern verbun den sind.

2. Laufrad nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnung (9) an den Stoßstellen (7) durch Nuten (14) und entsprechende Gegenstücke (Leisten 15) gebildet ist.

3. Laufrad nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die kreisringsektorartigen Teile (1) im Bereich der Stoßstellen (7) Randverstärkungen aufweisen.

4. Laufrad nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Klammern (8) U-förmig ausgebildet sind.

5. Laufrad nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Klammern (8) aus Blech bestehen und bei der Montage der kreisringsektorartigen Teile (1) Schenkel (13) umgebogen werden.

b. Laufrad nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Klammern (8) Stahlfedern sind.

7. Laufrad nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die kreisringscktorartigen Teile (1) miteinander zusätzlich verklebt oder verschweißt sind.