DE2538270C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Ventilator-Laufrades - Google Patents

Description

Einschnitten, Kerben od. dgl. versehene Rand der Nabe lie Matte übergreift und daß dann eine oder mehrere eitere, mit aushärtbarem flüssigem Kunststoff gelrankte Glasfasermatten darübergelegt werden.

Zur Ausübung des Verfahrens wird eine Vorrichtung 'oreeschlagen, die eine die Unterlage für die Bodencheibe bildende ebene Platte aufweist, die auf ihrer Unterseite Stützwände trägt, die in Größe, Form und Anzahl den zu bildenden Laufradschaufeln entsprechtn. Dabei ist jeweils neben jeder Stützwand ein Ausschnitt in der Platte vorgesehen, der sich über die ganze radiale Tiefe der angrenzenden Stützwand erstreckt und dessen zirkuläre Breite so groß bemessen ist, daß eine Formung Her Laufradschaufel aus faserverstärktem aushärtbarem flüssigen Kunststoff leicht möglich ist. Wenn die Herstellung dadurch erfolgt, daß eine Glasfasermatte über die mit Ausschnitten versehene Platte gelegt wird und diese vollständig überdeckt, können die Laufradschaufeln bei ausreichender Breite der Husschnitte derart hergestellt werden, daß jeweils radiale Einschnitte in der getränkten Fasermatte vorgenommen werden und die daran in einer Umfangsrichtung angrenzenden Teile der Fasermatte abwärtsgebogen und gegen die Stützwände gelegt werden. Sodann wird weiteres, mit Kunststoff getränktes Fasermaterial auf diese umgebogenen Ränder aufgelegt, das sich bis zum Boden der Unterlage erstreckt und gegebenenfalls dort zu mehr oder weniger breiten Fußteilen abgewinkelt ist. Durch eine solche Vorrichtung wird eine schnelle und gleichmäßige Herstellung von Ventilator-Laufrädern nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ermöglicht.

Vorzugsweise ist in der Mitte der Platte und senkrecht zu dieser ein Dorn zur Aufnahme und Führung der in die Bodenscheibe einzubettenden Nabe befestigt.

Weiterhin wird vorgeschlagen, daß die Vorrichtung eine kreisringförmige Gegcnplatte mit einem ein- oder mehrteiligen Halter aufweist, der zentral eine Buchse zur gleitenden Aufnahme des Domes der Platte besitzt. Dabei sind die radialen Abmessungen der Gegenplatte so gewählt, daß sie beim Aufliegen auf der unteren Platte deren Ausschnitte abdeckt.

Die Gegenplatte kann dann, nachdem die Bodenplatte mit den aufgesetzten Laufradschaufeln vorgeformt isl unterseitig mit einer Glasfasermatte bedeckt wc-den, die ebenfalls mit aushärtbarem flüssigen Kunststoff getränkt ist, und wird dann mit dieser auf die Bodenplatte mit den Laufradschaufeln abgesenkt. Dabei verbindet sich die ringförmige Glasfasermatte mit der Bodenplatte und den einstückig mit dieser geformten Laufradschaufeln und deckt gleichzeitig die Zwischenräume die sich zwischen aufeinanderfolgenden Laufradschaufcln oberhalb der Ausschnitte in der unteren Platte der Vorrichtung befinden, ab.

Alternativ wird eine Vorrichtung zur Ausübung des eingangs beschriebenen Verfahrens vorgeschlagen, die eine Hohlform aufweist, deren Boden die Unterlage fur die Bodenscheibe bildet und von deren Se.tenwandung Stützwände einwärtsragen, die sich bis zum Boden der Hohlform erstrecken und als Anlage lur die zu ,*> bildenden Laufradschaufcln dienen. Die Vorrichtung kann gegebenenfalls in an sich bekannter Weise mn einem zentralen Auswerfer versehen sein, damn die m.i Laufradschaufeln versehene Bodenplatte nach dem Aushärten des Kunststoffs aus der Hohlform entfernt „₅ werden kann. Außerdem können die Seitcnwande oer Hohlform gegebenenfalls leicht konisch ausgebildet enin umrli.rrh das Entformen erleichtert wird.

Das erfmdungsgemüße Verfahren sowie die zu dessen Ausübung vorgeschlagenen Vorrichtungen werden nachstehend anhand der Zeichnung, die sich auf Ausführungsbeispiele der Erfindung bezieht, erläutert. Dabei zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf ein Ventilator-Laufrad. Fig. 2 einen Schnitt durch eine Vorrichtung zur Herstellung der mit Laufradschaufeln versehenen Bodenplatte.

Fig. 3 eine Ansicht in Richtung de*, Pfeiles /// in I" i g. 2 bei abgenommener Gegenplaite.

(ig. 4A bis 4C Teilunsichten. ähnlich F i g. 3. für anders geformte Laufradschaufeln,

F i g. 5 einen Teilschnitt durch die in F i g. 2 dargestellte Vorrichtung, mit eingebrachten Glasfasermatten und eingesetzter Nabe,

Fig.6 eine Ansicht auf einen TeH der Vorrichtung nach F i g. 5 mit eingelegten Glasfasermatten.

Fig. 7 eine Seitenansicht des in Γ ig. 1 in Draufsicht dargestellten Ventilator-Laufrades.

I- i g. 8 eine perspektivische Darstellung einer anderen Vorrichtung,

l· i g. 9 eine perspektivische Teildarstellung der mit der Vorrichtung nach Fig. 8 hcrgesielUon Bodenplatte mil einer Laufradschaufel,

I- ig. 10 eine teilweise geschnittene Seitenansicht ähnlich F i g. 7, einer abgewandelten Form eines Ventilator-Laufrades und

F i g. 11 einen vergrößerten Tcilschniu längs der Linie

VI-VfinFig. 10.

Das in den I i g. 1 und 7 dargestellte Ventilator-Laufrad wurde der Einfachheit halber mit ebenen, radial verlaufenden Laufradschaufel dargestellt, um das Verfahren und die Vorrichtung an dieser vereinfachten Form leichter erläutern zu können. In der Praxis werden derartige Formen und Anordnungen der Laufradschaufel kaum in Betracht kommen. Vielmehr werden im allgemeinen gekrümmte Laufradschaufcln. wie in den Fi g. 4A,4Bund4C angedeutet. Verwendung finden.

Das Ventilator-Laufrad besteht aus einer kreisförmigen Bodenscheibe 1, in deren Zentrum die Nabe angeordnet und mit der Bodenscheibe fest verbunden ist. Im Abstand von der Bodenscheibc 1 befindet sieh eine ringförmige Deckscheibe 9 und /wischen dieser und der Bodenseheibe mehrere, gleichmäßig über den Umfang verteilte Laufradschaufcln 5. die einerseits mil der Bodenscheibc und andererseits mit der Deckscheibe fest verbunden sind.

Die in den F i g. 2 und 3 dargestellte Vorrichtung besteht aus einer Platte It. an deren Unterseite sich über den Umfang gleichmäßig verteilte Stützwände befinden, die mit der Platte 11 fest verbunden sind.

Wie man aus F i g. 3 erkennt, befindet sich neben jeder Stützwand 12 ein Ausschnitt 13. dessen Funktion noch nachstehend erläutert wird. Wie man lerner aus Fig. 2 erkennt, die im übrigen cm Schnitt längs der Linie 11-11 in F i g. 3 ist. ruhen die von tier Unterseite der Platte vorstehenden Stützwände 12 mit ihren unteren fiei'jn Enden auf einer Unterlage, beispielsweise einer Tischplatte, ohne mit dieser lest verbunden /u sein.

Im Zentrum der Platte 11 ist ein Dorn 14 befestigt, der senkrecht zur Platte Il verläuli und zur Führung einer Gegenplatie Ib dient. Die ringförmige ("icgenplaite lf> ist über einen aus vier sternförmig angeordneten Armen bestehenden Halter 17 mit einer Buchse 18 verbunden unt. wird durch diese Buchse verschiebbar aiii dem Dorn

14 geführt.

Die Herstellung eines Ventilator-1.aulrades nut HiIIe

der vorstehend beschriebenen Vorrichtung geschieht folgendermaßen:

Zunächst wird die ringförmige Gegenplatte 16 mit Halter 17 und Buchse 18 abgenommen. Dann wird auf die Platte 11 eine kreisförmige Glasfasermatte mit einer Miltelöffnung zur Aufnahme des Domes 14 aufgelegt. Der Außcndurchmesscr dieser Malte ist etwa gleich dem Außendurchmesser der Platte 11. Das Tränken mit flüssigem Kunststoff erfolgt in bekannter Weise dadurch, daß vor und nach dem Auflegen der (jlasfasermatte dieser Kunststoff aufgestrichen wird.

Sodann wird die Matte an den den Stützwänden gegenüberliegenden Begrenzungskanten der Ausschnitte 13 von außen her eingeschnitten und abwärts gegen die Stützwände gedrückt. Dann werden überlappend weitere Stücke von Glasfasermatten auf die Stützwände aufgelegt, die so lang sind, daß sie an ihrem unteren Ende abgewinkelt werden und auf der Unterlage aufliegen.

Sodann wird, wie in F i g. 5 dargestellt ist, die zumeist aus Metall bestehende Nabe 2 auf den Dorn 14 aufgebracht und in die in Fig.5 dargestellte Lage gebracht, wobei der untere Ansatz der Nabe 2 in die entsprechend bemessene Mittelöffnung der unteren kreisscheibenförmigen Glasfasermatte hineinragt. Dabei überdeck', der radil vorstehende Rand !Oder Nabe 2 diese untere Matte 3. Sodann werden eine oder mehrere weitere Glasfasermatten 4 aufgelegt, die den vorgenannten Rand 10 der Nabe überdeckt und außen bis zum Umfang der Platte 11 reichen und ebenfalls mit aushärtbarem flüssigen Kunststoff getränkt werden.

Schließlich wird auf die ringförmige Gegenplatte 16 eine ringförmige Glasfasermatte 19 aufgelegt und ebenfalls mit aushärtbarem flüssigem Kunststoff getränkt. Solange der Kunststoff noch nicht ausgehärtet ist. haftet diese Matte an der Gegcnplatte 16. Die Gegcnplalte wird dann durch Aufsetzen der Buchse 18 auf den Dorn 14 in die in Fig. 5 dargestellte Lage gebracht.

Schließlich wird die Gegenplatte 16 noch weiter abwärts geschoben, bis die ringförmige Glasfasermatte 19 auf den schon vorher zusammengestellten Glasfasermatten-Teilen aufliegt und die Aussparungen, die an der Stelle der Ausschnitte 13 der Platte 11 entstanden waren, abdeckt.

Nach dem Aushärten des Kunststoffes wird die Gegenplatte 16 mit der Buchse 18 abgenommen und das aus der Nabe 2 und den mit dieser verbundenen Teilen aus glasfaserverstärktem Kunststoff bestehende Halbfabrikat von der Platte 11 nach oben abgezogen.

Schließlich wird das Halbfabrikat auf eine ringförmige Deckplatte aus Glasfasermatten, ebenfalls mit aushärtbarem Kunststoff getränkt, aufgesetzt und diese Deckplatte 9 ebenfalls ausgehärtet.

In der Praxis werden die Laufradschaufeln 5 im allgemeinen nicht eben sein und radial verlaufen, sondern eine gekrümmte Form, etwa gemäß den F i g. 4A. 4B und 4C, aufweisen. In diesem Falle sind die Stützwände 12 der Vorrichtung entsprechend geformt.

Die in Fig.8 schematisch vereinfacht dargestellte Vorrichtung ist im Unterschied zu der Vorrichtung nach den Fig. 1 bis 6 eine Hohlform, die einen Boden 21 als Unterlage für die zu bildende Bodenscheibe 22 bildet. Von der Seitenwandung 23 der Hohlform ragen Stützwände 24 einwärts, die sich bis zum Boden der Hohlform erstrecken und als Anlage zur Bildung der Laufradschaufeln 25 dienen. Beim Arbeilen mit dieser Hohlform wird eine den Boden bedeckende kreisförmige Scheibe 22 aus einer Glasfasermatte ausgeschnitten und werden zur Aufnahme der Stützwände 24 vom Umfang dieser Scheibe Einschnitte 27 eingebracht. Die eingelegte Glasfasermatte wird wieder mit aushärtbarem flüssigen Kunststoff getränkt Anschließend werden Stücke aus einer Glasfasermatte ausgeschnitten und mit ihrem Mittelteil seitlich an die Stützwände 24 angelegt. während die unteren Enden umgcwinkclt und auf die am Boden 21 liegende Bodenscheibe 22 aufgelegt werden und der über jede Stützwand 24 oberseitig vorstehende Rand 26 umgewinkelt wird und auf der Oberseite der jeweiligen Stützwand ruht Nach dem Aushärten wird der in der Hohlform 20 gebildete Körper aus der Hohlform herausgenommen. Fig.9 zeigt einen Ausschnitt dieses Körpers. Die Einschnitte 27 werden jetzt durch Einbringen aushärtbaren flüssigen Kunststoffs, zweckmäßig wieder durch Glasfasern verstärkt, verschlossen. Falls gewünscht kann dieser Kunststoffkörper auf eine kreisförmige Scheibe aus glasfaserverstärktem Kunststoff aufgesetzt und gemeinsam damit ausgehärtet werden.

Fig. 10 zeigt in Seitenansicht, teilweise geschnitten. ein abgewandeltes Ventilator-Laufrad, bei dem die Deckscheibe 31 trichterförmig gestaltet ist Auch hier wird der Grundkörper des Ventilator-Laufrades, bestehend aus der Nabe 29 mit Bodenscheibe 28 und Laufradschaufeln 30, nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren und in der vorstehend beschriebenen Vorrichtung hergestellt Sodann wird eine trichterförmige Deckscheibe 31 in der gewünschten Gestalt, gegebenenfalls mit Hilfe einer entsprechenden Form, aus glasfaserverstärktem Kunststoff hergestellt. Die luftdichte Verbindung mit den Laufradschaufeln 30 erfolgt dann dadurch, daß die trichterförmige Deckscheibe 31 an den Stellen der Laufradschaufel η 30 faltcnförmig derart verformt ist daß die Oberkanten der Falten die Unterkamen der Laufradschaufel 30 berühren, wie es in dem vergrößerten Teilschniti in F i g. 11 dargestellt ist Die Verbindung der Laufradschaufeln 30 mit den Falten der Deckscheibe 31 crfolsi dann durch zusätzlich aufgebrachten aushärtbarer flüssigen Kunststoff 3Z den man anschließend ebenfalls aushärten läßt.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines Ventilator-Laufrades, das eine ebene, kreisförmige Bodenscheibe mit Nabe, eine koaxial und im Abstand zu dieser angeordnete, ringförmige Deckscheibe und zwischen Bodenscheibe und Deckscheibe angeordnete, mit diesen fest verbundene, gleichmäßig über den Umfang verteilte Laufradschaufeln umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenscheibe (I) und die Laufradschaufeln (5) einstückig von Hand aus faserverstärktem, aushärtbarem flüssigen Kunststoff geformt werden, wobei die Laufradschaufel einseitig durch entsprechend geformte Stützwände über ihre ganze Fläche abgestützt werden, dann die gegebenenfalls in der Bodenscheibe zwischen den Laufradschaufeln entstandenen Lücken durch faserverstärkten, aushärtbaren flüssigen Kunststoff geschlossen werden, dann nach Aushärtung des Kunststoffs und Entfernung der Stützwände diese einstückig mit Laufradschaufeln versehene Bodenscheibe mit den freien Enden der Laufradschaufeln mit einer ringförmigen, ebenfalls aus faserverstärktem, aushärtbarem flüssigen Kunststoff gebildeten Deckscheibe (9) verbunden wird und daß schließlich nach vollständiger Aushärtung die äußeren und inneren Ränder des Ventilator-Laufrades abgedreht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß die Nabe (2) in die Dodenscheibe(l)bei deren Formung eingebettet wird.

3. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch eine die Unterlage für die Bodenscheibc bildende ebene Platte (11), die auf ihrer Unterseite Stützwände (12) trägt, die in Größe, Form und Anzahl den zu bildenden Laufradschaufcln entsprechen, wobei jeweils neben jeder Stützwand ein Ausschnitt (13) in der Platte (11) vorgesehen ist, der sich über die ganze radiale Tiefe der angrenzenden Stützwand erstreckt und dessen zirkuläre Breite so bemessen ist, daß eine Formung der Laufradschaufeln aus faserverstärktem, aushärtbarem flüssigem Kunststoff möglich ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen zentral in der Platte (11) und senkrecht zu dieser befestigten Dorn (14) zur Aufnahme und Führung der Nabe (2).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine kreisringförmige Gegenplattc (16) mit einem ein- oder mehrteiligen Ha'ter (17), der zentral eine Buchse (18) zur gleitenden Aufnahme des Domes (14) der Platte (U) aufweist, wobei die radialen Abmessungen der Gegenplatte so gewählt sind, daß diese beim Auflegen auf der Platte (11) deren Ausschnitt (13) abdeckt.

6. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch eine Hohlform (20), deren Boden (21) die Unterlage für die Bodenscheibe (22) bildet und von deren .Seilenwandung (23) Stützwände (24) einwärtsragen, die sich bis zum Boden der Hohlform erstrecken und als Anlage für den glasfaserverstärkten flüssigen Kunststoff zur Bildung der Laufradschaufcln (25) dienen.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Hersteller eines Ventilator-Laufrades, das eine ebene, kreisförmig« Bodenscheibe mit Nabe, eine koaxial und im Abstand zi dieser angeordnete, ringförmige Deckscheibe unc zwischen Bodenscheibe und Deckscheibe angeordnete mit diesen fest verbundene, gleichmäßig über der Umfang verteilte Laufradschaufeln umfaßt, sowie eint Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens.

Während früher Ventilator-Laufräder aus Metal Kergestellt wurden, ging man dann zur Erhöhung dei Korrosionsbeständigkeit und zum Einsatz in Gas- unc Luftgemischen mit aggressiven Bestandteilen dazu über diese Laufräder aus Kunststoff herzustellen.

Derartige Ventilaior-Laufräder aus thermoplasti sehen Kunststoffen eignen sich jedoch im allgemeiner nur bis zu Temperaturen von etwa 80° C und füi Umfangsgeschwindigkeiten von maximal 50 m/s.

Die Verwendung von aus härtbaren Kunststoffen, die durch eingebrachte Glasfasern od. dgl. verstärkt sind bereitete bisher wegen der komplizierten Form dei Ventilator-Laufräder erhebliche Schwierigkeilen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eir Verfahren zum Herstellen eines Ventilator-Laufrade; aus faserverstärktem Kunststoff zu schaffen und dabe insbesondere auch die Möglichkeit zu geben, solche Laufräder mit den gewünschten komplizierten Former der Leitschaufeln und der Deckscheiben herzustellen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß die Bodenscheibe und die Laufradschaufel einstückig von Hand aus faserverstärktem, aushärtba rem flüssigen Kunststoff geformt werden, wobei die Laufradschaufel einseitig durch entsprechend geform te Stützwände über ihre ganze Fläche abgestütz¹ werden, dann die gegebenenfalls in der Bodenscheibc zwischen den Laufradschaufeln entstandenen Lücker durch faserverstärkten aushärtbaren flüssigen Kunst stoff geschlossen werden, dann nach Aushärtung de; Kunststoffs und Entfernung der Stützwände diese einstückig mit Laufradschaufeln versehene Bodenschei be mit den freien Enden der Laufradschaufeln mit einci ringförmigen, ebenfalls aus faserverstärktem, aushärt barem flüssigen Kunststoff gebildeten Deckscheibc verbunden wird und daß schließlich nach vollständigei Aushärtung die äußeren und inneren Ränder de; Ventilator-Laufrades abgedreht werden.

Als Stützwände können dabei entsprechend geformte Winkel oder Blöcke aus einem harten Werkstofi verwendet werden, die gegebenenfalls, wie bei dei Verarbeitung solcher Kunststoffe üblich, obcrflächlicr mit einem Trennmittel überzogen werden, damit siel· der ausgehärtete Kunststoff von diesen Stützwänder wieder lösen läßt.

Sollte in dem fertiggestellten Ventilator-Laufrad nocl eine Unwucht wegen verschiedener Wandstärker verblieben sein, so kann diese in an sich bekanntei Weise durch Abschleifen oder Hinzufügen zusätzlicher Materials beseitigt werden.

Die nach diesem Verfahren hergestellten Ventilator l.aufrädcr lassen sich, je nach dem verwendeter Kunststoff, auch bei Temperaturen oberhalb 80" C unc bei Umfangsgeschwindigkeiten bis zu 100 m/s unc darüber einsetzen.

Vorzugsweise isl weiterhin vorgesehen, daß die Nabi in die Bodenscheibc bei deren Formung eingebctte wird. Das kann beispielsweise dadurch geschehen, daf auf eine mit aushäribarcm flüssigen Kunststoff getränk te Glasfasermalle mit einer zentralen Öffnung die Nab< aufgesetzt wird wobei der radial vorstehende und mi