DE3144832C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs.

Ein Verfahren dieser Art ist in der US-PS 22 56 988 beschrieben. Bei diesem bekannten Verfahren wird zunächst eine scheibenförmige Stützvorrichtung nach oben weisend angeordnet. Dann werden die Schaufeln und die Schale auf der Stützvorrichtung positioniert, wobei die Relativstellung zwischen den Schaufeln und der Schale durch die Ansätze an den Schaufeln gewährleistet ist, die mit Ansätzen an der Innenseite der Schale in Eingriff stehen. Daraufhin wird die Stützvorrichtung zusammen mit den Schaufeln und der Schale um eine horizontale Achse gedreht, damit eine Verschweißung von oben erfolgen kann (Fig. 4 von US-PS 22 56 988). Es werden die seitlich von den Schaufeln abstehenden Ansätze mit der Innenseite der Schale verschweißt, wobei obere Schweißelektroden durch in der Stützvorrichtung vorgesehene Löcher gegen die Ansätze geschoben werden. Bereits daraus folgt, daß beim bekannten Verfahren der Herstellungsvorgang ziemlich kompliziert ist, woraus sich auch eine ziemlich lange Bearbeitungs- bzw. Herstellungszeit ergibt. Außerdem muß die Schweißvorrichtung kompliziert ausgebildet sein, um die Schweißarbeit durchführen zu können.

Darüber hinaus müssen die Schaufeln auf der Stützvorrichtung so angeordnet werden, daß deren äußere Umfangsränder nach oben weisen, wobei anschließend die Schale darauf aufgesetzt wird, derart, daß die Schaufeln nach oben hin abgedeckt werden. Hierdurch wird ein das Ausrichten der Schaufeln ermöglichender Zugriff zu den Schaufeln erschwert. Folglich ist es beim bekannten Verfahren erforderlich, daß beim Aufsetzen der Schale die Schaufeln in ihrer Lage bereits vorher, und zwar von Hand, ausgerichtet werden. Die Positionierung ist deshalb ziemlich umständlich und zeitraubend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß eine einfachere und bessere Herstellung von nach diesem Verfahren herstellbaren Schaufelrädern möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs gelöst.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden zur Vorfertigung einer die Schaufel und den Kern enthaltenden Teilbaugruppe die Schaufeln in die Einsetzvorrichtung mit nach oben weisenden inneren Umfangsrändern eingesetzt, wobei dort dann der Kern aufgesetzt wird. Folglich kann dann das Druckteil zum Ausrichten der Schaufeln innerhalb der Einsetzvorrichtung von oben aufgesetzt und in Anlage mit denjenigen Rändern der Schaufeln positioniert werden, die in radialer Richtung außerhalb oder innerhalb des inneren Umfangsrandes sind, so daß eine störende Wechselwirkung mit dem Kern nicht auftreten kann. Auf diese Weise kann der Kern bei einem Zustand aufgesetzt werden, bei dem alle Schaufeln in Lage ausgerichtet sind, und zwar mit Hilfe des Druckteils. Die so gebildete Teilbaugruppe wird dann in die Schale eingesetzt und erfindungsgemäß fertiggestellt. Aufgrund der erfindungsgemäßen Verfahrensschritte unter Berücksichtigung der erfindungsgemäßen Ausgestaltungsmerkmale läßt sich zunächst die Teilbaugruppe einfach und problemlos positionieren und vorfertigen. Dies gilt auch für die erfindungsgemäße Positionierung der Teilbaugruppe in der Schale und die Endfertigung des Schaufelrades. Aufgrund der Einfachheit der erfindungsgemäßen Verfahrensschritte läßt sich der Herstellungsvorgang auch vollautomatisch durchführen.

Aus der US-PS 27 79 292 ist zwar ein Schaufelrad zu entnehmen, das hinsichtlich seines Aufbaus gewisse Ähnlichkeiten mit dem erfindungsgemäßen Schaufelrad hat, wobei auch bei dieser bekannten Ausgestaltung jede Schaufel am inneren Umfangsrand mit einem ersten Ansatz versehen, der in einen entsprechenden Schlitz in einem Kern einführbar ist. Ferner ist die Schaufel am äußeren Endabschnitt des äußeren Umfangsrandes mit einem zweiten Ansatz versehen, der mit einer Eingriffsnute an der Innenfläche des äußeren Endabschnittes einer Schale vorgesehen ist. Schließlich ist an dem inneren Endabschnitt des äußeren Umfangsrandes ein dritter Ansatz vorgesehen, der mit einem Rückhaltering in Eingriff kommen kann. Dieser Rückhaltering ist jedoch derart ausgebildet, daß er die Schaufeln in radialer Richtung nach außen drückt, und es ist ferner die äußere Endkante des zweiten Ansatzes so ausgebildet und angeordnet, daß sie in Eingriff mit einer Endwand der entsprechenden Eingriffsnut gebracht wird, derart, daß verhindert wird, daß die Schaufel in axialer Richtung außer Eingriff bezüglich der Schale kommt.

Wenn nun ausgehend von dieser Lehre der Kern und die Schaufeln zuvor über die ersten Ansätze zur Bildung einer Teilbaugruppe zusammengefügt würden, und dann diese Teilbaugruppe mit der Schale von innen in axialer Richtung zusammengebaut würden, so ist es zumindest außerordentlich schwierig, die zweiten Ansätze in die erwähnte Anlage mit der Eingriffsnut der Schale zu bringen. Das heißt, das Zusammenfügen der Teilbaugruppe mit der Schale wäre äußerst erschwert.

Im Gegensatz dazu ist bei der erfindungsgemäßen Lösung der Rückhaltering mit einer innenliegenden Umfangsfläche versehen, die in Anlage mit den dritten Ansätzen ist, um diese in axialer Richtung nach innen zu drücken, so daß durch den Rückhaltering verhindert wird, daß die Schaufeln nach innen in axialer Richtung bezüglich der Schale außer Eingriff kommen. Folglich ist es nicht erforderlich, die zweiten Ansätze daran zu hindern, daß sie nach innen in axialer Richtung bezüglich der Eingriffsnut außer Eingriff kommen. Deshalb kann die Eingriffsnut eine offene Nut sein, die sich in axialer Richtung nach innen öffnet, wodurch der Zusammenbau der Teilbaugruppe mit der Schale erheblich vereinfacht wird.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in einer Zeich­ nung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 im Axialschnitt eine Montagevorrichtung zur Herstellung einer Teil­ baugruppe eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herstell­ baren Schaufelrades;

Fig. 2 im Axialschnitt eine Montageanordnung zur Herstellung der End-Baugruppe des Schaufelrades;

Fig. 3 Baugruppe im Axialschnitt;

Fig. 4 eine Draufsicht auf die End-Baugruppe;

Fig. 5 einen Teilschnitt der End-Baugruppe in vergrößerter Darstellung;

Fig. 6 eine Draufsicht auf einen Abschnitt der End-Bau­ gruppe in abgewandelter Ausführungsform;

Fig. 7 eine Hälfte eines Drehmomentwandlers mit einem erfindungsgemäßen Schaufelrad als Anwendungsbeispiel.

Eine Schaufel 1 aus Blech ist im Mittelabschnitt einer ihrer Seitenkanten, hier ihrer inneren Seitenkante, mit einem Ansatz 2 und an den beiden Endabschnitten ihrer anderen Seitenkanten mit einem Paar Klauen 3 und 4 versehen. Die Schaufel 1 wird auf eine Einsetzvorrichtung 5 aufgesetzt. Wie in Fig. 1 gezeigt, wird die erforderliche Anzahl Schaufeln 1 radial und in gleichmäßigen Abständen voneinander auf der Einsetzvorrichtung 5 an­ geordnet. Ein Kern 6 aus Blech mit der Anzahl der Schaufeln 1 entsprechenden Schlitzen 7 in seinem Mittelabschnitt wird auf die Schaufeln 1 aufgelegt, wie in der gleichen Figur gezeigt, daß die Ansätze in die bezüglich ihrer Form und Größe an sie angepaßten Schlitze 7 einfassen.

Auf diese Weise werden der Kern 6 und die Schaufeln 1 in ihrer Stellung zueinander gehalten. Dann wird an den jeweiligen Montageabschnitten bzw. Ansätzen 2 mittels eines Schweißgerätes 8 a von oben eine Schutzgas-Schweißung 8 vorgenommen. Da­ durch wird eine Teilbaugruppe A erhalten.

Die Einsetzvorrichtung 5 umfaßt ein Gestell 5 a mit einer Anzahl Einsetznutzen 5 b, einem Druckteil 5 c zum Niederdrüc­ ken der Schaufeln 1 und einem Druckteil 5 d zum Nieder­ drücken des Kernes 6.

Als nächstes wird, wie in Fig. 2 gezeigt, die Teilbau­ gruppe A auf bzw. in eine Schale 10 aus Blech, die vor­ her auf eine andere Einsetzvorrichtung 9 aufgelegt worden ist, so auf- bzw. eingelegt, daß die im voraus an ihrem äußerem Um­ fangsabschnitt mit einer der Anzahl der Schaufeln 1 entsprechenden Anzahl Nuten 11 versehene Schale 10 mit den Nuten 11 die Ansätze 3 der Schaufeln 1 aufnimmt. Auf diese Weise werden die Schale 10 und die Schaufeln 1 in ihrer Stellung zueinander gehalten. Getrennt davon wird ein Haltering 12 aus Blech vorbereitet und an seinem äußeren Umfangsabschnitt mit Eingriffsnu­ ten 13 versehen. Der so vorbereitete Haltering 12 wird mit den Eingriffsnuten 13 derart an den inneren Endabschnitten der Schaufeln 1 angebracht, daß die Ansätze 4 der Schaufeln 1 in Eingriff stehen. In diesem Zustand wird der Haltering 12 durch Punktschweißung bei 14 od. dgl. an der Schale 10 be­ festigt. Auf diese Weise wird die vollständige Baugruppe B gebildet, wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt. Die Bau­ gruppe B wird danach einer Lötbehandlung unterworfen und alle seine Bauteile werden einteilig miteinander verbun­ den, wodurch ein Schaufelrad erhalten wird.

Fig. 7 zeigt einen Drehmomentwandler, bei welchem das nach der Erfindung hergestellte Schaufelrad als Pumpen­ rad verwendet wird. In Fig. 7 bezeichnen C ein Turbinen­ rad und D ein Statorrad. Das Turbinenrad C kann auch nach fast dem gleichen Verfahren hergestellt werden.

Nachfolgend wird der Haltering 12 im einzelnen beschrie­ ben:

Wie in den Fig. 4 und 5 gezeigt, ist der Haltering 12 an seinem äußeren Umfangsabschnitt mit den U-förmigen Eingriffsnuten 13 versehen, die mit Schulterab­ schnitten 15 in Eingriff stehen, die an den Basisab­ schnitten der Ansätze 4 ausgebildet sind, wel­ che sich von den inneren Endabschnitten der Schaufeln 1 erstrecken. Der Haltering 12 ist ferner an seinen inneren Umfangsabschnitten radial innerhalb der jeweiligen Eingriffsnuten 13 mit entsprechenden Anlage­ flächen 16 zum Niederdrücken der Ansätze 4 ver­ sehen. Wenn der Haltering 12 auf die Schale 10 aufgelegt wird, werden die Schaufeln 1 an den inneren Endabschnit­ ten der jeweiligen Eingriffsnuten 13 geführt und in ihren jeweiligen vorbestimmten Winkelstellungen gehal­ ten. Gleichzeitig werden sie mittels den Ansätzen 4 zwischen der Schale 10 und den Anlageflächen 6 des Halterings 12 gehalten. In diesem Zustand wird der Haltering 12 durch Punktschweißung bei 14 an der Schale 10 befestigt.

Die Eingriffsnuten 13 können zu einer V-Form abgewandelt werden, wie in Fig. 6 gezeigt.

Erfindungsgemäß werden also zunächst die Schaufeln 1 auf die Einsetzvorrichtung 5 aufgesetzt und in diesem Zu­ stand mit dem Kern 6 zusammengesetzt, wodurch die Schau­ feln 1 in ihre Montagestellung ge­ bracht werden und die Teilmontage vereinfacht werden kann. Sodann wird die Teilbaugruppe A auf die im voraus auf die Einsetz­ vorrichtung 9 aufgesetzte Schale 10 aufgelegt. Auf diese Weise kann auch die Endmontage einfach und zuverlässig durchgeführt werden, wobei auf kostengünstige Weise ein ausgezeichnetes Schaufelrad erhalten wird. Gemäß einem Merkmal der Erfindung dient ferner der Haltering 12 dazu, die Schulterabschnitte 15 der Ansätze 4 zu führen, die sich von den inneren Enden der Schaufeln 1 erstrecken, um diese dadurch in ihren jeweilig vorbestimmten Stellungen festzulegen. Der Haltering 12 dient auch dazu, mittels Anlageflächen 16 die Ansätze 4 und somit auch die Schaufeln 1 in ra­ dialer und axialer Richtung des Schaufelrades zu halten. Somit wird das Einsetzen und Befestigen der Schaufeln 1 einfach und zuverlässig durchgeführt.

Claims (4)

1. Verfahren zur Herstellung eines Schaufelrades, bestehend aus

   • einer axial gesehen außenliegenden ringförmigen Schale (10),
   • einem axial gesehen innenliegenden ringförmigen Kern (6) und
   • mehreren in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordneten Schaufeln (1) im Raum zwischen Schale (10) und Kern (6),
   • wobei jede Schaufel (1) drei Ansätze (2, 3, 4) aufweist, deren erster Ansatz (2) in einem Schaufel-Mittelabschnitt vorgesehen ist, deren zweiter Ansatz (3) an der Schaufel (1) radial außenliegend an dem der Schale (10) zugewandten Endabschnitt vorgesehen ist und deren dritter Ansatz (4) an der Schaufel (1) radial innenliegend an dem der Schale (10) zugewandten Endabschnitt vorgesehen ist,
2. bei dem

   • die Schaufel (1) und eines der ringförmigen Teile (10 bzw. 6) in Lage gebracht und miteinander verschweißt werden und dann das andere ringförmige Teil (6 bzw. 10) an der so gebildeten Anordnung mit Hilfe von Schweißverbindungen fest angebracht wird, wobei der Kern (6) und die Schaufeln (1) im Mittelabschnitt der Schaufeln (1) miteinander punktartig verschweißt werden und
   • wobei die Ansätze (2, 3, 4) zur Lagefixierung ausgenutzt werden,
3. dadurch gekennzeichnet, daß

   • - der erste Ansatz (2) jeder Schaufel (1) an deren dem Kern (6) zugewandten Mittelabschnitt vorgesehen ist zum Eingriff in einen jeweiligen Schlitz (7) im Kern (6),
   • - der zweite Ansatz (3) jeder Schaufel (1) zum Eingriff in eine Nut (11) der Schale (10) vorgesehen ist, wobei die Nut (11) axial einseitig und radial nach innen offen ist, so daß jeder zweite Ansatz (3) in axialer Richtung in die Nut (11) einsetzbar ist, und
   • - ein Haltering (12) vorgesehen ist, der am Außenumfang Eingriffsnuten (13) aufweist zur Aufnahme eines basis­ seitigen Endabschnitts des dritten Ansatzes (4), und der mit der Schale (10) verbindbar ist, wodurch zwischen Schale (10) und einer innenliegenden Umfangsfläche (16) des Halterings (12) die dritten Ansätze (4) der Schaufeln (1) in axialer Richtung festgeklemmt werden, und
4. daß folgende Herstellschritte durchgeführt werden:

   • a) die Schaufeln (1) werden in mehrere nach oben offene Einsetznuten (5 b) einer Einsetzvorrichtung (5) eingesetzt, wobei die innenliegenden Umfangsränder nach oben weisen,
   • b) die endseitigen Ränder der Schaufeln (1) werden zueinander ausgerichtet durch Ausüben eines Drucks von oben mittels eines Druckteils (5 c),
   • c) der Kern (6) wird auf die innenliegenden Umfangsränder der Schaufeln (1) so aufgelegt, daß alle deren erste Ansätze (2) in deren entsprechende Schlitze (7) des Kerns (6) eingreifen,
   • d) die Schlitze (7) werden mit den Ansätzen (2) von oben einer Schutzgasschweißung unterworfen,
   • e) die so gebildete Teilbaugruppe (A) aus Kern (6) und Schaufeln (1) wird aus der Einsetzvorrichtung (5) ausgehoben und in die Schale (10) so eingesetzt, daß die zweiten Ansätze (3) der Schaufeln (1) in die entsprechenden Nuten (11) der Schale (10) eingreifen,
   • f) der Haltering (12) wird in Lage gebracht, derart, daß der Haltering (12) in Anlage mit den dritten Ansätzen (4) jeder Schaufel (1) ist,
   • g) der Haltering (12) wird axial gesehen von innen mit der Schale (10) verschweißt und
   • h) die so gebildete Baugruppe (B) wird einer Lötbehandlung unterworfen, durch die die Teile (1, 6, 10, 12) längs sämtlicher Anlageflächen miteinander verbunden werden.