DE2930257A1 - Kreiselgeblaese-laufrad - Google Patents

Description

"ί" 24. Juli 1979

^D/Su 293025?

DipUng.W.Dahllce
Dipl.-!ng. H.-]. Lippert

Patentanwälte
Frankenforstcr Stiaße 137
5060 Bergisch Gladbach 3

OY MERCANTILE AB
Helsinki 10, Finnland

Kreiselgebläse - Laufrad

Die Erfindung betrifft ein Kreiselgebläse-Laufrad, dessen Front- und/oder Rückscheibe aus einem Zentralteil und einem damit verbundenen, in radialer Richtung betrachtet äußeren Teil, dessen Werkstoffdicke geringer als die des Zentralteils ist, besteht. Die Front- und die Rückscheibe des Laufrades werden von Blechscheiben gebildet. Bei rotierenden Blechscheiben nehmen die Spannungen zum Zentrum hin zu. Bei den Spannungen handelt es sich um Zugspannungen. Die Herstellung einer gleichmäßig festen Scheibe durch Verringerung der Materialdicke zur Peripherie hin ist eine bereits bekannte Lösung. Auch der Bau von Laufrädern als Schweißkonstruktion repräsentiert eine allgemein angewandte Technik; desgleichen das Vorspannen von Konstruktionen im Bauwesen und im Maschinenbau, darunter das Vorspannen durch Schweißen. Bekannt ist ferner, daß in den einzelnen Teilen des Laufrades unterschiedlicher Spannungszustand herrscht, der,

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bedingt durch die aerodynamische Formgebung, durch Änderung der Werkstoffdicke nicht vollständig ausgeglichen werden kann. Das Vorspannen der Konstruktion stellt hierbei die einzige brauchbare Methode dar, die Spannungsspitzen zu reduzieren. Und in dieser RichtungWurden denn auch bereits zahlreiche Versuche unternommen. Bei einer solchen Konstruktion ist die Frontscheibe über vorgespannte Zugstäbe an die Nabe gebunden. Allgemein ist zu allen diesen Konstruktionsversuchen festzustellen, daß sie zusätzliche Bauteile erfordern, die mit Mehrkosten verbunden sind, daß sie die Einsatzmöglichkeiten einschränken und daß sie die Leistungswerte des Gebläses beeinträchtigen. Im o.g. Falle verursachen die Zugstäbe verstärktes Laufgeräusch des Gebläses und verschlechtern seinen Wirkungsgrad. Dabei ist die auf diese Weise erzielte Verringerung der Spannungsspitzen von recht bescheidener Größenordnung.

Mit der vorliegenden Erfindung werden die vorgenannten Mangel beseitigt. Die Merkmale der Erfindung gehen aus dem beigefügten Patentanspruch hervor.

Bei der erfindungsgemäßen technischen Lösung werden an sich bekannte Techniken auf eine neue, eigenständige Weise miteinander kombiniert. Durch Unterteilung des peripheren Teils (Teile) in Segmente erzielt man vier wesentliche Vorteile:

1. Es ist dann die Möglichkeit eines Vorspannens der Konstruktion ohne Beeinflussung der Leistungswerte des Gebläses gegeben.

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2. Das Vorspannen läßt sich ohne Erhöhung der Herstellungskosten durchführen. Es sind keine zusätzlichen Bauteile erforderlich, und auch die Schweißkosten halten sich in angemessenen Grenzen, da vor allem größere Laufräder sowieso meistens aus mehreren Teilen zusammengesetzt werden müssen. Auch wird durcl; die Unterteilung in Segmente der Verlust an Werkstoffen derart reduziert, daß die Gesamtkosten, vor allem wenn teurere Werkstoffe als normaler Stahl zum Einsatz kommen, sogar sinken.

3. Als Folge der Vorspannung des Laufrades ergibt sich nebenbei auch eine Gewichtsverringerung des Außenteils der Front- und der Rückscheibe. Diese für ihre Vorteilhaftigkeit bekannte Konstruktion konnte bisher bei Gebläsen wegen der hohen Fertigungskosten nicht allgemein zur Anwendung gebracht werden.

4. Das Vorspannen läßt sich im Rahmen des normalen Herstellungsprozesses ohne besondere Werkzeuge, Messvorrichtungen und dergleichen bewerkstelligen. Das Verfahren ist fertigungstechnisch außerordentlich sicher. Ein Mißglücken zum Beispiel infolge von Meßfehlern ist ausgeschlossen. A-uch besteht nicht die Gefahr eines plötzlichen Freisetzens der Vorspannung zum Beispiel infolge Nachgebens von Spanngliedern.

Indem man die peripheren Teile der Scheibe aus Kreisringsegmenter zusammensetzt, die zunächst ans Zentralteil an- und danach radial

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miteinander verschweißt werden, erzielt man in den Kreisringsegmenten Zugspannung und im Zentralteil Druckspannung. Durch passende Wahl der Anzahl der Verbindungsstellen (Nähte) und der Materialstärken vermag man unter Anwendung herkömmlicher Schweißtechnik Laufräder zu bauen, die im Betriebszustand an ihrer Front- und Rückscheibe überall konstante Spannung aufweisen. Auf diese Weise erzielt man beträchtlich größer Umfangsgeschwindigkeiten und Drücke als mit nicht vorgespannten Laufrädern.

Im folgenden soll eine Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung veranschaulicht werden, wobei jedoch die Erfindung in keiner Weise auf diese Ausführungsform beschränkt ist. ,

Fig. 1 der Zeichnung zeigt die Laufrad-RUckscheibe im Grundriß, ; Fig. 2 die gleiche Scheibe im Schnitt seitlich betrachtet. Fig.3 zeigt den bei der Herstellung eines bereits bekannten Laufrad-Außenringes anfallenden Materialverschnitt, und Fig.4 den bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Kreisringsegmente anfallenden Verschnitt.

An das Zentralteil 3 der auf dje Nabe 1 des Fig. 1 und Fig. 2 ; entsprechenden Laufrades montierten Rückscheibe wurden peripher zunächst die Kreisringsegmente 4 angeschweißt; danach wurden letztere radial miteinander verschweißt, wobei dann in den ! Kreisringsegmenten 4 Zugspannung und im Zentralteil 3 Druck- \

spannung herrscht. j

Aus Fig. 3 ist der bei der Herstellung des bereits bekannten, einheitlichen Laufrad-Außenringes anfallende, durch Schraffur bezeichnete Materialverschnitt und. aus Fig. 4 der bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Kreisringsegmente anfallende, ebenfalls schraffierte und gegenüber Fig. 3 erheblich geringere Materialverschnitt ersichtlich.

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Claims (1)

1. Patentanspruch

   Kreiselgebläse-Laufrad, dessen Front- und/oder Rückscheibe (2) aus einem Zentralteil (3) und einem damit verbundenen, in radialer Richtung betrachtet äußeren Teil, dessen Werkstoffdicke geringer als die des Zentralteils ist, besteht, dadurch gekennzeichnet , daß das besagte Außenteil von peripher an das Zentralteil (3) angeschweißten Kreisringsegmenten (4) gebildet wird, die zunächst an das Zentralteil angeschweißt und danach radial so miteinander verschweißt worden sind, daß in den Kreisringsegmenten (4) Zugspannung und im Zentralteil (3) Druckspannung herrscht.

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