DE3203185A1

DE3203185A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines laufrades fuer ein radialgeblaese

Info

Publication number: DE3203185A1
Application number: DE19823203185
Authority: DE
Inventors: Gerd 5200 Siegburg Kurscheid
Original assignee: KUNSTSTOFFTECHNIK KG
Current assignee: KUNSTSTOFFTECHNIK KG
Priority date: 1982-01-30
Filing date: 1982-01-30
Publication date: 1983-08-11

Description

"Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung
eines Laufrades für ein Radialgebläse" Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Laufrades für ein fladialgebläse, das eine Tragscheibe, von dieser achsparallel vorstehende, über den Umfang der Tragscheibe gleichmäßig verteilte Schaufeln und eine, deren von der Tragscheibe abgewandte Enden verbindende ltingscheibe umfaßt.
Derartige Laufräder sind bekannt und werden bisher aus zwei oder mehreren Teilen zusammengesetzt, wobei die Verbindung bei Verwendung von Kunststoff durch Kleben oder Schwein erfolgt.
Der Nachteil dieser nach dem bekannten Verfahren hergestellten Laufräder besteht darin, daß die Verbindung der Teile nicht so fest und zuverlässig ist, daß man das Laufrad höheren Belastungen, d.h. hohen Drehzahlen, aussetzen kann.
Außerdem ist die Herstellung aus zwei oder mehreren Teilen und das anschließende Verbanden derselben aufwendig und teuer.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Laufrades zu schaffen, das die vorgenannten Nachteile nicht besitzt und in einfacher und billiger Weise ein einstückiges Laufrad aus Kunststoff herzustellen gestattet.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß für das Verfahren da durch gelöst, das ein Laufrad-Modell mit Abschlußscheibe und Schaufeln, jedoch ohne abschließende Ringscheibe, in einen größeren Behalter eingesetzt wird und dann die Zwischenräume mit verflüssigtem Wachs gefüllt werden. Nach dem Herausziehen des Laufrad-Modells wird dann in die Hohlräume der Wachsform kaitaushärtender flüssiger Kunststoff eingebracht. Um die Ringscheibe an den Enden der Schaufeln zu bilden, wird nach dem Ein- füllen und Erstarren des Wachses eine Ringnut in den Boden des Behalters eingebracht, die sich an die Schlitze zur Bildung der Schaufeln anschließt und diese miteinander verbindet.
Schließlich wird, nachdem Erstarren des Kunststoffes, das Wachs durch Erwärmung ausgeschmolzen.
Auf diese Weise entsteht ein einstückiges Laufrad der gewünschten Form, das nicht aus einzelnen Teilen zusammengefügt wurde.
Man kann den Kunststoff in die Wachsform eingießen.
Vorzugsweise wird der Kunststoff jedoch eingepreßt und dringt dadurch in alle Hohlräume der Wachs form ein.
Die Dicke der Tragscheibe des herzustellenden Laufrades wird erfindungsgemäß durch eine Dosierung der Içienge des eingebrachten Kunststoffs vorbestimmt.
Zur Ausübung des vorstehend beschriebenen Verfahrens wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung vorgeschlagen, die einen Behälter zur Aufnahme des Laufrad-Modells und des einzugießenden Wachses umfaßt. Der Behälter besteht dabei aus einem Mantel mit kreiszylindrischem Innenraum, einer diesen Mantel unterseitig abschliessenden, auswechselbaren ersten Bodenplatte mit glatter, ebener Oberseite und einer gegen die erste auswechselbaren zweiten Bodenplatte, die in ihrer sonst ebenen Oberseite eine Ringnut zur Bildung der Ringscheibe des Laufrades aufweist.
Weitere Merkmale der Vorrichtung sind dei UnteransprUchef und der nachstehenden Beschreibung eines Ausftihrungsbeispiels zu entnehmen.
Die Erfindung wird anschließend in einem Ausführungabeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch das herzustellende Laufrad; Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1; Fig. 3 ein Laufrad-Modell ohne verbindende Ringscheibe sowie einen diesem Laufrad-Modell zugeordneten Behälter zum Herstellen der Gießform; Fig. 4 einen Schnitt durch die Vorrichtung gemäß Fig. 3, wobei das in den Behalter eingesetzte Laufrad-Modell von verflüssigtem Wachs umgossen ist; Fig. 5 einen Schnitt ähnlich Fig. 49 wobei nach dem Erstarren des Wachses das Laufrad-Modell herausgezogen und die Bodenplatte ausgewechselt worden ist, und Fig. 6 einen Schnitt ähnlich Figo 5, nach dem Eingießen des härtbaren Kunststoffs und dem Aufsetzen eines Form~ deckels.
Das in Fig. 1 und 2 dargestellte Laufrad besteht aus einer Tragscheibe 1 mit einer Nabe 2 und Bohrung 3 zur Aufnahme einer Welle, von der Tragscheibe 1 achsparallel vorstehenden Schaufeln 4 und einer die anderen Enden dieser Schaufeln miteinander verbindenden Ringscheibe 5. Die Schaufeln sind gleichmäßig über den Umfang der Tragscheibe verteilt und grenzen radial einwärts an eine Zylinderebene 6 an, die mit der zylindrischen Öffnung der Ringscheibe fluchtet. In Fig. 2 sind der Einfachheit halber nur vier Schaufeln 4 dargestellt, während die dazwischenliegenden weiteren Schaufeln durch strichpunktierte Linien angedeutet sind.
Um ein Laufrad nach Fig. 1 und Fig. 2 gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellen zu können,bwurde zunächst das in Fig. 3 im Schnitt dargestellte Laufrad-Modell angefertigt, das aus einer Abschlußscheibe 11 und von dieser achsparallel vorstehenden Schaufeln 14 besteht, die jedoch an ihren freien Enden nicht durch eine Ringscheibe miteinander verbunden sind. Die Abschlußscheibe 11 besitzt unterseitig dieselbe Form, wie die Tragscheibe des herzustellenden Laufrades, ist aber aus dem nachstehend genannten Grund dicker als die Tragscheibe des herzustellenden Laufrades gehalten. Außerdem stehen von dem Umfang der Deckscheibe 11 drei oder mehr Vorsprünge 17 radial nach außen vor, die die Aufgabe haben, das Laufrad-Modell beim Einsetzen in den Behalter genau zu führen.
Der Behälter wird durch einen Mantel 18 mit kreiszylindrischem Innenraum und eine diesen unterseitig abschließende, auswechselbare erste Bodenplatte 19 ge- bildet. Der Mantel und die Bodenplatte werden durch Schrauben oder sonstige Verbindungsinittel (nicht dargestellt) fest aneinander gehalten, sind aber jederzeit wieder voneinander zu trennen.
Von der Oberseite der Bodenplatte 19 steht in der Mitte ein Kern 20 vor, der in den später von den Schaufeln des Laufrad-Modells beanspruchten Raum eingreift, wobei allerdings ausreichende Abstände zwischen dem Kern und dem Laufrad-Modell vorgesehen sind, damit sich dort eine stabile Wachsschicht ausbilden kann, die beim späteren Herausziehen des Modells nicht beschädigt wird.
Zur Herstellung der Wachs form wird das Laufrad-Modell in den Behälter eingesetzt. Die Zwischenräume werden jetzt mit verflüssigtem Wachs 21 ausgegossen, Diese Phase des Verfahrens ist in Fig. 4 dargestellt.
Dann wird das Laufrad-Modell nach oben aus der umgebenden, erstarrten Wachsmasse herausgezogen und die Schaufeln des Modells sowie seine Abschlußscheibe hinterlassen Hohlräume 31, 34, die später mit Kunststoff ausgegossen werden.
Zunächst wird aber die oberseitig glatte --und ebene Bodenplatte 19 gegen eine zweite Bodenplatte29 ausgewechselt, die sich von der ersten Bodenplatte 19 dadurch unterscheidet, daß sie auf ihrer Oberseite eine Ringnut 35 aufweist, in die nach dem Aufsetzen dieser Bodenplatte die Schlitze 34 der Flachsform mündenlniiiese Ringnut fließt dann anschließend ebenfalls der flüssige Kunststoff ein und bildet dort die Ringscheibe, die die Enden der Schaufeln miteinander verbindet.
Auch die zweite Bodenplatte besitzt einen Kern 30, der gleich dem Kern 20 der ersten Bodenplatte 19 ist. Dieser Kern wirkt als Verdrängerkörper und verringert die benötigte Wachs-menge und gleichzeitig auch die Zeit des Einfüllens und später wieder des Ausschmelzens des Wachses.
Um den Kunststoff schneller und vor allem sicher in alle Hohlräume im Wachs eindringen zu lassen, wird er mit Hilfe des in Fig. 6 dargestellten Formdeckels 48 in die Wachsform eingepreßt. Dieser Formdeckel, der den Mantel 18 außen übergreift und dadurch geführt wird, legt sich unterseitig auf die Kunststoffmasse und drückt diese bei seiner Abwärtsbewegung in die Wachs form ein.
Sofern nach dem Aufsetzen des Formdeckels 48 noch Luftblasen vorhanden sein sollten, treten diese entweder seitlich an der Oberseite der Wachsform aus oder aber durch Öffnungen 37, wie sie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 in der zweiten Bodenplatte angeordnet sind.
Der Formdeckel 48 besitzt unterseitig in seiner Mitte eine ringzylindrische Ausnehmung 42 mit zylindrischem Dorn 43 in der Mitte, so daß sich dort, ausreichende Füllung der Form mit flüssigem Kunststoff vorausgesetzt, bei der Abwärtsbewegung des Formdeckels 48 eine mit der Tragscheibe 41 des hergestellten Laufrades einstückige Nabe ausbildet.
Falls gewünscht, kann man diese Nabe durch eine Metallhülse verstärken, die vor dem Absenken des Formdeckels 48 auf den Dorn 43 aufgeschoben wird und so bemessen ist, daß noch ein Ringspalt verbleibt, der sich dann mit aushärtbarem Kunststoff füllt. Leerseite

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Verfahren zum Herstellen eines Laufrades für ein Radialgebläse, das eine Tragscheibe, von dieser achsparallel vorstehende, über den Umfang der Tragscheibe gleichmäßig verteilte Schaufeln und eine, deren von der Tragscheibe abgewandte Enden verbindende Ringscheibe umfaßt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Laufrad-Modell mit einer Abschlußscheibe ( und von dieser achsparallel frei vorstehenden Schaufeln (14), jedoch ohne abschließende Ringscheibe, in einen radial und axial größeren Behälter mit kreiszylindrischem Innenraum und glattem Boden zentrisch von oben eingesetzt wird, wobei die freien unteren Enden der Schaufeln (14) des Laufrad-Modells auf dem Boden des Behälters aufstehen, dann der Behälter mit verflüssigtem Wachs gefüllt wird, bis dieses die Unterkante der Abschlußscheibe (11) um mindestens die gewünschte Dicke der Tragscheibe (1) des herzustellenden Laufrades überragt, dann nach Erstarren des Wachses das Laufrad-Modell nach oben aus dem Wachs herausgezogen wird, dann der Boden des Behälters mit einer Ringnut versehen wird, in die die vori den Schaufeln des Laufrad-Modells gebildeten Schlitze (34) im Wachs (21) münden, dann die Hohlräume (31, 34, 35) im Wachs mit flüssigem, kalt aushärtbarem Kunststoff ausgefüllt werden und schließlich das den erhärteten Kunststoffkörper umgebende Wachs durch Erwärmen ausgeschmolzen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der aushärtbare Kunststoff in die im Wachs gebildeten Hohlräume eingepreßt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Dicke der Tragscheibe (1) des herzustellenden Laufrades durch eine Dosierung der Menge des eingebrachten Kunststoffs vorbestimint wird.
4. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 3, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h einen Behälter zur Aufnahme des Laufrad-Modells und des Wachses, bestehend aus einem Mantel (18) mit kreiszylindrischem Innenraum, einer diesen Mantel unterseitig abschließenden, auswechselbaren ersten Bodenplatte (19) mit glatter, ebener Oberseite und einer gegen die erste auswechselbaren zweiten Bodenplatte (29), die in ihrer sonst ebenen Oberseite eine Ringnut (35) zur Bildung der Ringscheibe (5) des Laufrades aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß Jede der beiden auswechselbaren Bodenplatten (19, 29) auf ihrer Oberseite einen zur kreiszylindrischen Innenwand des Mantels konzentrischen Kern (20, 30) aufweist, dessen Durchmesser und Höhe so bemessen sind, daß sich zwischen den Kern (20) einerseits und den Schaufeln (14) sowie der Abschlußscheibe (11) des Laufrad-Modells andererseits eine stabile Wachsschicht bildet.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, g e k e n n -z e i c h n e t d u r c h einen dem Mantel (18) zugeordneten Formdeckel (48), der sich nach dem Aufsetzen auf die obere Öffnung des Mantels mit seiner Unterseite auf den vorher eing@füllten aushärtbaren Kunststoff legt und zum Einpressen des Kunststoffs in die Hohlräume in der Wachs form ab wärts bewegbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Formdeckel (48) unterseitig in seiner Mitte eine ringzylindrische Ausnehmung (42) mit einem zylindrischen Dorn (43) in ihrer Mitte aufweist.