DE4139293C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Laufrad für eine Radialströmungsmaschine der im Oberbegriff des ersten Anspruchs angegebenen Art.

Ein Laufrad für eine Radialströmungsmaschine ist aus DE 25 35 196 bekannt. Das be­ kannte Laufrad ist aus kreisringsektorartigen Teilen zusammengesetzt, wobei jeder dieser Teile aus einem Bodenteil, einem Deckscheibenteil und mehreren Laufschaufeln gebildet ist. Die kreisringartigen Teile sind an ihren Stoßstellen mit einer Verzahnung versehen und miteinander durch Klammern verbunden und zusätzlich verklebt. Neben der kompli­ zierten Bauweise ist ein weiterer Nachteil in der nicht FKV-geeigneten Fertigung der Bau­ teile zu sehen. Nachteilig ist ferner, daß dieses Laufrad zu viele Verbindungsstellen auf weist und demzufolge eine geringe Festigkeit besitzt. Nachteilig ist auch, daß das Laufrad in dem Strömungskanal Verbindungsstellen aufweist, die die Strömungsverhältnisse un­ günstig beeinflussen.

Es ist ferner ein Herstellungsverfahren für ein aus einer Mehrzahl von Sektionen zusam­ mengefügtes Pumpenrad bekannt (DE 26 02 136), bei dem jede Sektion eine Schaufel und zwei Teilstücke aufweist, die sich peripher in entgegengesetzte Richtung von der Schaufel weg in der Weise erstrecken, daß das eine Teilstück einen Strömungsraum auf der einen Seite der Schaufel und das andere Teilstück einen Strömungsraum auf der ande­ ren Seite begrenzt. Nachteilig ist, daß diese Gestaltungsweise des Pumpenrades für metal­ lische Werkstoffe und deren Schweißtechnik gedacht und für die vorteilhafteren FKV fer­ tigungstechnisch nicht geeignet ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Laufrad aus Faser-Kunststoff-Verbund fertigungstechnisch rationell und beanspruchungsgerecht so zu gestalten, daß die vorteilhaften Faser-Kunststoff-Verbände verwendet werden können und die Fertigung mit Hilfe der heute gängigen Methoden wie beispielsweise des Wickel- oder LCM-Verfahrens erfolgen kann.

Diese Aufgabe wird durch das kennzeichnende Merkmal des Patentanspruch 1 gelöst. Die modulare Bauweise des Laufrades erlaubt eine einfache und wirtschaftliche Fertigung des Laufrades aus Faser-Kunststoff-Verbund.

Das Laufrad ist aufgebaut aus einer Bodenscheibe 2, einer ringförmigen Deckscheibe 3, sowie mehreren in ihrer Gesamtheit mit 1 bezeichneten und zwischen Deck- und Boden­ scheibe angeordneten und stoff- oder formschlüssig zusammengefügten kasten- oder U- förmigen Segmenten. Dabei sind die Einzelsegmente über eine zur Boden- bzw. Deck­ scheibe senkrechten Fuge verbunden.

Die erfindungsgemäß einteilig ausgebildeten Einzelsegmente lassen sich strömungs- und fertigungstechnisch günstig gestalten. Sie sind durch Anwendung der genannten Fer­ tigungsverfahren mit beliebiger Faserorientierung und somit beanspruchungsgerecht aus­ führbar. Außerdem ist die Stabilität eines derartigen Bauteils aufgrund seiner einteiligen Ausführung sehr groß.

Die Vorteile eines derart gestalteten Laufrades sind die Erhöhung der Laufrad-Festigkeit und -Steifigkeit bei geringerem Gewicht (spezifische Festigkeit) und die daraus resultie­ renden höher fahrbaren Laufraddrehzahlen sowie die Resistenz gegen chemisch aggressi­ ve Fördermedien.

Sind nach Anspruch 1 und den folgenden die Einzelsegmente aus Faser-Kunststoff-Ver­ bund gefertigt, so können sie zusammengefügt und mit den Boden- und Deckscheibe vor­ zugsweise durch Kleben oder Schweißen verbunden werden. Die Boden- bzw. Deckschei­ be können sowohl aus Faser-Kunststoff-Verbund als auch beispielsweise aus Leichtmetall gefertigt sein.

Die Vorrichtung ist besonders für Laufräder mit großem Durchmesser bis zu mehreren Metern vorteilhaft.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert, die schematisch Ausfüh­ rungsbeispiele darstellen. Dabei zeigt

Fig. 1 eine Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Laufrades und einen seitlichen Schnitt,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Förderschaufeln des mit kastenförmigen Einzelsegmen­ ten ausgeführten Laufrades,

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Förderschaufeln des mit U-förmigen Einzelsegmenten ausgeführten geschlossenen Laufrades und

Fig. 4 einen Querschnitt durch die Förderschaufeln des mit U-förmigen Einzelsegmenten ausgeführten offenen Laufrades.

In Fig. 1 links ist ein erfindungsgemäßes Laufrad im zusammengebauten Zustand in Vor­ deransicht dargestellt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Radiallaufrad aus zwölf kastenförmigen Einzelsegmenten zusammengesetzt. Es ist jedoch auch eine an­ dere Anzahl von Einzelsegmenten denkbar.

In Fig. 1 rechts ist ein seitlicher Schnitt dargestellt, mit den Einzelsegmenten 1, der Boden­ scheibe 2 und der Deckscheibe 3.

In Fig. 2 ist ein Teilquerschnitt durch die Förderschaufeln des mit kastenförmigen Einzel­ segmenten 1 ausgeführten Laufrades, dessen Boden- 2 und Deckscheibe 3 mit den Einzel­ segmenten 1 an ihren Stoßstellen vorzugsweise zusammengeklebt sind.

Bei dem abgewandelten Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 sind die Einzelsegmente U- förmig ausgebildet, die dann mit der Boden- 2 und Deckscheibe 3 zusammengeklebt sind. Die Öffnung der U-förmigen Einzelsegmenten kann auch auf der Seite der Deckscheibe 3 sein.

In Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel für ein offenes Laufrad dargestellt, wobei die modula­ ren U-förmigen Segmente 1 vorzugsweise zusammengeklebt und mit der Bodenscheibe 2 verbunden sind.

Claims (8)

1. Radiallaufrad aus einem Faser-Kunststoff-Verbund für ein Radialgebläse oder eine Ra­ dialpumpe, das aus stoff- oder formschlüssig aneinander gefügten Einzelsegmenten aufge­ baut ist, die aus faserverstärktem Kunststoff hergestellt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die aneinander gefügten Einzelsegmente (1) mit einer Boden- (2) und/oder Deckscheibe (3) stoff- oder formschlüssig verbunden sind.

2. Radiallaufrad nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung der mo­ dularen Einzelsegmente (1) und der Boden- (2) sowie Deckscheiben (3) durch LCM (Li­ quid Composite Moulding)-Verfahren erfolgt.

3. Radiallaufrad nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungs­ material für die modularen Einzelsegmente (1) und die Boden- (2) sowie Deckscheiben (3) in geeigneter Form vor dem Harz-Transfer-Prozeß (Injektion) ins Werkzeug gelegt wird.

4. Radiallaufrad nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung der modu­ laren Einzelsegmente (1) durch Wickelverfahren erfolgt.

5. Radiallaufrad nach Anspruch 1 und 4 dadurch gekennzeichnet, daß die modularen Ein­ zelsegmente (1) durch Naßwickelverfahren mit nicht schmelzbarem Kern (Vollkern oder Kern aus Kernbelag und Schaumstoff) oder Schmelzkern hergestellt werden.

6. Radiallaufrad nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung der modu­ laren Einzelsegmente (1) der U-förmigen Ausführung für offene Laufräder durch Preß­ verfahren oder Autoklavenverfahren erfolgt.

7. Radiallaufrad nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß eine beliebige Faserorien­ tierung für die modularen Einzelsegmente (1) und die Boden- (2) sowie Deckscheiben (3) durch die genannten Herstellungsverfahren erzielt werden kann.

8. Radiallaufrad nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung der Bo­ den- (2) und Deckscheibe (3) durch Preßverfahren, Autoklavenverfahren oder LCM-Ver­ fahren erfolgt.