KR102630978B1

KR102630978B1 - 하나의 작업 단계로 생산되는 하우징

Info

Publication number: KR102630978B1
Application number: KR1020207010562A
Authority: KR
Inventors: 다니엘 게버트; 베르너 하아스; 토비아스 지거; 오이겐 우셀만; 볼프강 라우페르
Original assignee: 에베엠-펩스트 물핑겐 게엠베하 운트 코. 카게
Priority date: 2017-12-13
Filing date: 2018-12-13
Publication date: 2024-01-30
Also published as: US11732728B2; US11542954B2; CN111433463B; EP3724512A1; US20210364011A1; EP3724511A1; KR20200096207A; EP3724511B1; CN111183293B; WO2019115703A1; CN111433463A; US20210381524A1; WO2019115717A1; CN111183293A

Abstract

본 발명은 원통형 벽(21)을 갖는 커버 디스크(20) 및 대각 통풍구 휠을 갖는 팬을 지지하기 위한 허브(31)를 갖는 중앙 리셉터클(30)을 갖되, 복수의 3-차원으로 만곡된 에어 가이드 베인(air guide vane)(S)이 상기 허브(30) 주위에 배열되며, 상기 에어 가이드 베인(S)이 상기 원통형 벽(21)에 물질적으로 연결되고 그 결과 상기 하우징(10)이 하나의 작업 단계로 생산되는 것을 특징으로 하는, 하우징(10)에 관한 것이다.

Description

하나의 작업 단계로 생산되는 하우징

본 발명은 통풍구, 특히 하나의 작업 단계로 생산되는 대각 통풍구 휠에 관한 것이다.

다양한 응용분야에서 고속이 요구되며, 이에 의해 통풍구의 날 휠들의 기계적 강도에 대한 요구가 높아진다.

팬 또는 통풍구는 각각 샤프트 주위에 배열된 복수의 임펠러 베인을 포함한다. 그러한 임펠러 베인들에 대한 요구가 높다. 통풍구들은 동적-기계적 속성들에 대하여 고속의 속도 범위에서 작동할 수 있어야 한다. 따라서, 작동시 프로펠러 베인들 상에는 공기 전달에 의해 발생되는 원심력 및 굽힘 응력에 의해 야기되는 장력이 발생한다.

유리 섬유 강화 폴리에스테르 또는 폴리아미드와 같은 섬유 강화 플라스틱으로, 라미네이팅 방법으로 통풍구 임펠러들을 제조하는 것이 알려져 있다. 이를 위해, 프로펠러 베인들은 외부 금형들에의 수동 라미네이션에 의해 다수의 부분, 바람직하게는 두 부분으로 각각의 하반 및 상반 쉘들로서 제조된다. 그 다음, 두 개의 절반 쉘은 예를 들어, 중공 챔버를 형성하면서 프로펠러 베인을 형성하도록 이음매 위 접착제 본딩 및 라미네이팅에 의해 이어진다.

이러한 기술은 벽 두께 및 섬유 함량이 수동 라미네이션에 의해 정확하게 재현될 수 없다는 단점이 있다. 개별 프로펠러 베인들 간 중량 차이는 결과적으로 프로펠러의 불균형을 초래하여 복잡한 방안들로 수정되어야 한다.

추가의 알려져 있는 방법들은 통풍구 휠을 형성하기 위해 조립되는 다수의 구성요소의 생산에 관한 것이다. 특히, 복잡하게 형성된 통풍구 휠들의 경우, 복수의 덜 복잡한 개별 구성요소들로 그것들을 제조하고 하나의 구성요소를 형성하기 위해 알려져 있는 조립 방법들에 의해 그것들을 함께 이어 조립체를 형성하는 것이 일반적이다. 이러한 알려져 있는 방안들은 다양한 단점(구성요소 수, 조립 노력, 높은 조립 비용, 다양한 도구,...)을 나타내므로 피해야 한다.

미국 특허 공보 제7,329,091호

따라서, 본 발명의 목적은 알려져 있는 단점들을 극복하고 통풍구 휠, 특히 방사형 통풍구 휠을 제조하기 위한 솔루션을 제공하는 것으로, 비용 효율적으로 구현 가능하고 기계적 속성들이 개선될 수있다.

이러한 목적은 다음의 방안들에 의해 달성되며, 이들은 또한 바람직하게는 점증적으로 조합될 수 있다.

솔루션의 제1 방안은 임펠러가 단일 작업 단계, 즉 사출 성형 방법으로 일체로 생산될 수 있는 것과 같은 방식으로 통풍구용 하우징의 구조를 형성하는 것이다.

다른 바람직한 방안은 사출 성형 동안 스프루에 대해 두껍게 되는 스프루 측을 구현하는 것이다.

추가 설계 개선점은 베인들이 내측 디스크 또는 베이스 디스크로 전이에서 가능한 최대 반경으로 연결된다는 점이다.

이를 위해, 본 발명에 따르면 하우징이 제안되며, 상기 하우징은 원통형 벽을 갖는 커버 디스크 및 대각 통풍구 휠을 갖는 통풍구를 장착하기 위한 허브를 갖는 중앙 리셉터클을 포함하되, 다수의 3-차원으로 만곡된 임펠러 베인(impeller vane)이 상기 허브 주위에 배열되며, 상기 임펠러 베인은 상기 원통형 벽 및 상기 하우징에 재료가 이어지는 방식으로 연결되고 이를 위해 상기 하우징이 하나의 작업 단계로 생산된다.

상기 하우징은 전체로서 일체로 그리고 또한 하나의 피스로 형성되는 것이 특히 바람직하다.

상기 하나의 작업 단계는 사출 성형 방법을 나타내며, 상기 하우징은 스프루 측(sprue side)(A)으로부터 워시보드 측(washboard side)(W)까지 사출 금형에서 사출 절차로 생산되는 것이 더 바람직하다. 뿐만 아니라, 상기 하우징 상의 상기 스프루 측 상에 재료 증점이 제공되는 것이 바람직하다.

본 발명의 하나의 바람직한 실시 예에서, 상기 임펠러 베인들은 상기 원통형 벽의 내벽에서의 전이에서 반경들로 연결되는 것이 제공된다.

하나의 바람직한 실시 예에서, 상기 하우징의 상기 중앙 리셉터클은 또한 상기 샤프트 측 상에, 그에 따라 상기 통풍구 휠을 향해 있는 측 상에 샤프트 베이스를 갖고, 그것은 별 형상으로 배열된 다수의 웨브(web) 또는 리브(reb)로 형성되어, 비대칭으로 구현되는 리빙(ribbing)을 구비하여, 이는 또한 상기 통풍구 휠의 강도를 증가시킨다. 상기 사출 금형에서 바람직한 유체 거동은 상기 웨브들의 비대칭 배열에 기인하여 제시되었다.

본 발명의 다른 바람직한 실시 예에서, 다수의 리브는 가상의 중간 분할선의 양측 상에 직경 방향으로 대향하여, 상기 가상의 중간 분할선에 관하여 상기 하우징을 통해 가로질러 그 개수가 고르지 않게 배열되는 것이 제공되며, 바람직하게는 세 개의 리브가 제1 측(스프루 측) 상에 제공되고 두 개의 리브가 직경 방향으로 대향하는 측(워시보드 측) 상에 제공된다.

상기 생산은 바람직하게는 상기 스프루 측 상에서 상기 스프루에 그리고 직경 방향으로 대향하게(그에 따라 상기 워시보드 측(W) 상에), 증점이 한 번 제공되고 인덱싱 점프가 한 번 제공되는 것과 같은 방식으로 수행된다.

뿐만 아니라, 바람직하게는 두 개의 창과 같은 개구가 상기 샤프트 베이스에 리빙이 없는 영역, 즉 상기 리브들 사이에 제공되는 것이 제공된다.

본 발명의 추가의 바람직한 실시 예에서, 상기 허브 주위에 연장되는 원통형 벽이 상기 샤프트 베이스에 제공되고 상기 임펠러 베인들은 이러한 벽 상에 연결 섹션을 사용하여 일체로 그리고 하나의 피스로 연결된다는 것이 제공된다.

이 경우 더욱이 만곡된 리브들 또는 웨브들이 상기 샤프트 베이스에 제공되며, 이것들은 적어도 섹션들이 상기 허브 주위에 방사상으로 연장되고 바람직하게는 그 종방향 연장에 관한 대략 그 가운데에서 상술된 방사상으로 배열된 상기 리브들(별 형상으로 배열되는)과 교차하는 설계가 바람직하다.

본 발명의 추가 양태는 사출 금형에서 사출 성형 방법으로 하나의 작업 단계로 상술된 하우징을 생산하기 위한 생산 방법에 관한 것이다.

본 발명의 다른 바람직한 개선점들은 종속 청구항들에서 특징지어지고/거나 도면들에 기초하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 설명과 함께 이후 더 상세하게 설명된다.
도면들에서:
도 1은 대각 통풍구를 수용하기 위해 일체로(하나의 작업 단계로) 생산되는 하우징의 대표적인 실시 예의 사시도를 도시한다,
도 2는 반대 관점으로부터 도 1에 따른 일체로(하나의 작업 단계로) 생산되는 하우징의 대표적인 실시 예의 사시도를 도시한다,
도 3은 도 2로부터의 관점의 상면도를 도시한다.
도 4는 스프루 측(sprue side)으로부터 워시보드 측(washboard side) 상의 인덱싱까지의 사출 성형 프로파일의 개략도를 도시한다,
도 5는 통풍구가 삽입된 하우징(10)의 사시도를 도시한다.
본 발명은 동일한 참조 부호들이 동일한 기능적 및/또는 구조적 특징부들을 나타내는 도 1 내지 도 5를 참조하여 이후 상세하게 설명된다.

도 1은 도 5에서 볼 수 있듯이, 대각 통풍구를 수용하기 위해 일체로(하나의 작업 단계로) 생산되는 하우징(10)의 하나의 대표적인 실시 예의 사시도를 도시한다.

하우징(10)은 커버 디스크(20)로부터 축 방향으로 연장되는, 제1 원통형 벽(21)을 갖는, 개구(24)를 구비하는 커버 디스크(20)를 포함한다. 커버 디스크는 또한 도 5에 도시된 바와 같이, 통풍구(V)와 조립 연결될 플랜지 연결부로서 사용되는 기능도 갖는다. 이를 위해, 커버 디스크(20)는 모서리들에 플랜지 커넥터들(26)을 포함한다.

또한, 하우징(10)은 대각 통풍구 휠을 포함하는, 통풍구를 장착하기 위한 허브(31)를 갖는 중앙 리셉터클(30)을 포함한다. 허브(31)는 여기서 원통형 슬리브로서 샤프트 베이스(32)에 연결된다.

다수의 3-차원으로 만곡된 임펠러 베인(S)이 허브(31) 주위에 배열되고 이로부터 이격되어 있다. 이러한 임펠러 베인들(S)은 제1 원통형 벽(21) 및 하우징(10)에 재료-접합 방식으로 연결된다.

사출 동안 공정 방향은 하우징(10)이 사출 금형에서 스프루 측(A)으로부터 스프루를 통해 워시보드 측(W)으로 사출 절차로 생산되는, 사출 성형 방법에서의 하나의 작업 단계를 개략적으로 도시하는 것으로 가정되는 도 4에서 잘 볼 수 있다. 사출 금형의 워시보드 측으로의 배출구(W) 이후 영역에서의 채널 프로파일은 만곡되어 형성된다. 도 2에 개략적으로 표시된 바와 같이, 재료 증점(material thickening)(12)이 스프루 측(A)상의 스프루의 부착 영역에서의 하우징(10) 상의 스프루 측 상에 위치된다.

도 3은 도 2로부터의 시점의 상면도를 도시한다. 하우징(10)의 중앙 리셉터클(30)은 샤프트 베이스(32)를 갖고 이러한 베이스는 샤프트 측 상, 그에 따라 통풍구 휠을 향해 있는 측 상에 리브들(R₁, R₂)로 이루어진 비대칭으로 구현된 리빙을 포함한다.

이 실시 예에서는 별 형상으로 배열되는 다수(여기서는 5개)의 웨브(web) 또는 리브(rib)(R₁, R₂)가 제공된다. 이러한 다수의 리브(R₁, R₂)는 그 위치에서 가상의 중간 분할선(T)에 관하여 고르지 않게 정렬된다. 또한, 샤프트 베이스(32)에 리빙이 없는 영역에 두 개의 창과 같은 개구(36)가 제공된다. 이러한 개구들은 또한 허브(31)에 관해 비대칭으로 배향된다.

또한, 두 개의 만곡된(부분적으로 원형인) 리브(R₂)가 샤프트 베이스(32) 상에 제공되며, 이것들은 적어도 섹션들이 허브(31) 주위에 방사상으로 배열되고 그 종방향 연장에 관한 대략 그 가운데에서 방사상으로 배열된 리브들(R₁)과 교차하며 각각 양측 상에서 마지막에는 제2 원통형 벽(37)까지 연장된다.

스프루의 스프루 측(A) 상에 그리고 직경 방향으로 반대에(그에 따라 워시보드 측(W) 상에) 증점이 한 번 제공되고 인덱싱 점프가 한 번 제공되는 것과 같은 방식으로 생산이 수행된다.

본 발명은 그 실시 예에서 상기한 구체적인 바람직한 실시 예들로 제한되지 않는다. 오히려, 근본적으로 상이하게 구성된 실시 예들에서도 본 발명에 따른 예시된 솔루션을 이용하는 다수의 변형이 고려 가능하다.

Claims

대각 팬을 구비한 통풍구를 위한 하우징(10)으로서, 제1 원통형 벽(21)을 갖는 커버 디스크(20) 및 대각 팬을 갖는 통풍구 휠을 포함하는 통풍구를 장착하기 위한 허브(31)를 갖는 중앙 리셉터클(30)을 포함하되, 다수의 3-차원으로 만곡된 임펠러 베인(impeller vane)(S)이 상기 허브(31) 주위에 배열되고, 상기 임펠러 베인(S)이 상기 원통형 벽(21) 및 상기 하우징(10)에 재료-접합 방식으로 연결되고 상기 하우징(10)이 사출 성형 방법으로 제작되며, 상기 하우징의 상기 중앙 리셉터클(30)은 샤프트 베이스(32)를 형성하고 상기 샤프트 베이스는 샤프트 측 상에, 그에 따라 상기 통풍구 휠을 향해 있는 측 상에 설치되며, 서로 교차하여 배열된 방사상 웨브들(webs) 또는 리브들(ribs)(R₁, R₂)로 형성된, 상기 허브의 중심을 통과하는 가상의 중간 분할선(T)에 대하여 비대칭으로 구현된 리빙(ribbing)을 구비하여, 상기 리빙이 상기 통풍구 휠을 지지하기 위한 상기 샤프트 베이스의 강도를 증가시키는 것을 특징으로 하는, 하우징(10).
청구항 1에 있어서, 일체형으로 그리고 또한 하나의 피스로 형성되는 것을 특징으로 하는, 하우징(10).
청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 하우징(10)은 스프루 측(sprue side)(A)으로부터 워시보드 측(washboard side)(W)까지 사출 금형에서 사출 절차로 제작되는 것을 특징으로 하는, 하우징(10).
청구항 3에 있어서, 재료 증점(12)이 상기 하우징(10) 상의 상기 스프루 측 상에 제공되는 것을 특징으로 하는, 하우징(10).
청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 임펠러 베인들(S)은 상기 제1 원통형 벽(21)의 내벽에서 전이부(transition)의 반경들과 연결되는 것을 특징으로 하는, 하우징(10).
청구항 5에 있어서, 상기 다수의 리브(R₁)는 가상의 중간 분할선(T)의 양측 상에 직경 방향으로 대향하여, 상기 가상의 중간 분할선(T)에 관하여 상기 하우징(10)을 통해 그 개수가 고르지 않게 배열되며, 세 개의 리브(R₁)가 제1 측 상에 제공되고 두 개의 리브(R₁)가 제1 측에 직경 방향으로 대향하는 측 상에 제공되는 것을 특징으로 하는, 하우징(10).
삭제
청구항 1 또는 2에 있어서, 두 개의 창과 같은 개구(36)가 상기 샤프트 베이스(32)에 리빙이 없는 영역에 제공되는 것을 특징으로 하는, 하우징(10).
청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 허브(31) 주위에 연장되는 제2 원통형 벽(37)은 상기 샤프트 베이스(32)에 제공되고 상기 임펠러 베인들(S)은 연결 섹션(25)을 사용하여 상기 벽(37)에 일체로 연결되는 것을 특징으로 하는, 하우징(10).
청구항 5에 있어서, 원호 형상으로 만곡된 리브들(R₂)이 상기 샤프트 베이스(32)에 제공되며, 적어도 상기 샤프트 베이스(32)의 섹션들에서 상기 허브(31) 주위에 방사상으로 배열되고, 상기 허브로부터 방사상으로 연장되는 상기 리브들(R₁)과 상기 방사상으로 연장되는 리브들(R₁)의 종방향 연장에 관하여 가운데에서 교차하는, 하우징(10).
청구항 1 또는 2에 따라 하우징(10)을 제작하기 위한 제작 방법으로서, 상기 하우징(10)은 사출 금형에서 사출 성형 방법으로 하나의 작업 단계로 제작된 것을 특징으로 하는, 방법.
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