Lüfterrad und Verfahren zur Herstellung desselben

Abstract

 Das Lüfterrad für Hochtemperaturbetrieb besitzt über einen zentralen Mittelbereich (1) hinausragende flügelartige Ansätze (3) mit dort angeordneten, abgebogenen Schaufeln (4), wobei die Lüfterrad-Grundplatte im Mittelbereich (1) sowie im Bereich der Ansätze (3) mit axial vorgezogenen Abschnitten (7,9) insbesondere Formprägungen versehen ist.
Gemäß der Erfindung durchziehen die Abschnitte (9) die genannten Ansätze (8) symmetrisch bzw. folgen der Außenkontur der Grundplatte.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Lüfterrad gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 2 sowie auf ein Verfahren zur Herstellung des Lüfterrades.

[0002] Bei einem bekannten Lüfterrad mit in wesentlichen sternförmiger Grundplatte und axial vorgezogenen Schaufeln an den weitgehend spitz zulaufenden radialen Ansätzen ist im zentralen Mittelbereich rund um die Achsöffnung eine ringförmige Sicke eingeprägt, also axial vorgezogen, von wo aus strahlenförmig radiale Sicken ausgehen, die sich bis in den Bereich der radialen Ansätze erstrecken. Dabei verlaufen die radialen Sicken asymmetrisch zur Kontur der genannten Ansätze. Diese Lüfterräder bestehen aus dünnem metallischen Blechmaterial. Versuche insbesondere in Hochtemperaturbereich haben gezeigt, daß schon nach relativ kurzer Betriebsdauer die radialen Ansätze sich mehr oder weniger verformen mit der Folge, daß die Lüfterleistung sinkt und störende Laufgeräusche auftreten.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Lüfterrad so zu verbessern, daß auch bei stark wechselnden Temperaturverhältnissen eine exakte und gleichbleibende Geometrie und Auswuchtlage des Lüfterrades erhalten bleibt.

[0004] Diese Aufgabe wird gelöst durch die unabhängigen Ansprüche 1 und 2. Vorteilhafte Ausgestaltungen sowie ein Verfahren zur Herstellung derartiger Lüfterräder ergeben sich aus den nachfolgenden Patentansprüchen.

[0005] Die vorzugsweise als flächenhafte Aus- oder Formprägungen ausgebildeten axial vorgezogenen Abschnitte verleihen der Grundplatte eine derartige Formstabilität und Wärmefestigkeit auch bei extremer thermischer Belastung, z.B. bis zu 500° C bei Einsatz in pyrolytisch selbstreinigenden Backöfen, daß keine Veränderung der geometrischen Relationen stattfindet, der ausgewuchtete Zustand erhalten bleibt und ein gleichbleibend niedriges Laufgeräusch erreicht wird. Insbesondere durch die weitgehend symmetrische Konturierung der Abschnitte, z.B. durch das Vorhandensein eines weitgehend konstanten Randes zwischen den Abschnitten und der Außenkontur der Grundplatte, können thermisch bedingte Materialausdehnungen nicht zu partiellen Verwerfungen führen. Durch diese die Formbeständigkeit begünstigenden Eigenschaften ergibt sich die Möglichkeit, auch relativ dünnes, vorzugsweise metallisches Blechmaterial mit geringer Wärmekapazität zu verwenden, ohne daß bezüglich der Rundlaufeigenschaft Nachteile zu befürchten wären. Aufgrund der genannten Formbeständigkeit besteht auch ohne weiteres die Möglichkeit, das Lüfterrad mit einer relativ bruchempfindlichen Beschichtung z.B. mit einer katalytisch selbstreinigenden Emailbeschichtung zu versehen. Nicht zuletzt zeichnet sich das erfindungsgemäße Lufterrad durch niedrige Herstellungskosten aus.
die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles nachstehend erläutert.

[0006] Es zeigt:

Fig. 1

die Draufsicht auf das Lüfterrad,

Fig. 2

eine Teil-Schnittansicht des Lüfterrades gemäß Schnittansicht II-II gemäß Fig. 1 in größerem Maßstab,

Fig. 3

eine weitere Schnittdarstellung des Lüfterrades gemäß Schnittlinie III-III in Fig. 1 in größerem Maßstab.

[0007] Das in Fig. 1 dargestellte Lüfterrad besitzt einen durch einen Kreis verdeutlichten zentralen Mittelbereich 1, in dessen Mittelpunkt sich eine unrunde Achsöffnung 2 für die Montage auf der Abtriebswelle eines nicht dargestellten Antriebsmotors befindet. An den zentralen Mittelbereich 1 schließen sich an flügelartige, radial über den Mittelbereich hinausragende Ansätze 3, wovon insgesamt sieben Ansätze 3 vorgesehen sind. Wie insbesondere die Schnittlinie II-II verdeutlicht, erstrecken sich die Symmetrieachsen der Ansätze 3 nicht exakt radial sondern leicht geneigt zu den zugehörigen Radialen. Die Ansätze 3 verjüngen sich leicht nach außen hin und besitzen an jeweils einer seitlichen Begrenzung rechtwinkelig abgebogene Schaufeln 4, wie aus den Figuren 2 und 3 zu erkennen. Der Mittelbereich 1 sowie die Ansätze 3 sind Bestandteil einer einstückigen, aus dünnem z.B. metallischen Blechmaterial bestehenden Grundplatte 5, von welcher die Schaufeln 4 rechtwinkelig abgebogen sind. Der gestrichelt dargestellte Kreis 6 verdeutlicht den Außenumfang des Lüfterrades. Wie insbesondere die Figuren 1 und 3 zeigen, ist im zentralen Mittelbereich 1 ein gegenüber einer Grundebene 8 axial vorgezogener, ringförmiger Abschnitt 7 in Form einer ringförmigen, flächigen Formprägung ausgebildet, an den sich entsprechend der Anzahl der Ansätze 3 stern- oder strahlenförmige Abschnitte 9 unmittelbar und nahtlos anschließen. Wie Fig. 1 zeigt, durchziehen diese strahlenförmigen Abschnitte 9 die Ansätze 3 im wesentlichen symmetrisch zur Außenkontur dieser Ansätze 3. Sie erstrecken sich bis annähernd zu den Enden der Ansätze 3, so daß sich zwischen der Außenkontur des Lüfterrades bzw. der Grundplatte 5 einschließlich der Ansatz-Fußbereiche weitgehend konstante Randstege oder Randflächen 10 ergeben. Beim Ausführungsbeispiel folgt die Konturierung der vom Mittelbereich ausgehenden Abschnitte 9 der Außenkontur der Grundplatte 8 unter Bildung der vorgenannten Randflächen 10 konstanter Breite. Wie die Figuren 2 und 3 zeigen, besitzen die als Formprägungen ausgeführten, axial vorgezogenen Abschnitte 9 im wesentlichen ebene Flächen 11, die mit sanften, weitgehend verrundeten und daher strömungsgünstigen Übergängen 12 übergehen in die Grundebene 8. Die strahlenförmigen Abschnitte 9 verjüngen sich nach außen hin entsprechend der verjüngten Kontur der flügelartigen Ansätze 3. Wie sich aus Fig. 2 ergibt, vermindert sich weiterhin die Prägetiefe h im Bereich der strahlenartigen Abschnitte 9. Aufgrund des Umstandes, daß die Ansätze 3 nicht exakt radial zum Lüfterrad-Zentrum verlaufen, ergeben sich in den Fußbereichen der strahlenförmigen Ansätze 3 unsymmetrische Verläufe der runden, Außenkontur-Kanten und damit ungleiche Kreisabschnitte in diesen Fußbereichen. Um auch in diesen Bereichen angenähert symmetrische oder gleiche geometrische Verhältnisse zu schaffen ist vorgesehen, daß in den Übergangsbereichen zwischen dem zentralen ringförmigen Bereich und den strahlenförmigen Bereichen die axial vorgezogenen Prägeflächen 11 mit zusätzlich axial vorgezogenen Bombierungen 13 kreisförmiger Grundkontur und Radius R ausgestattet sind. Diese Bombierungen 13 können auch einen kleineren Radius R besitzen, wie durch einen strichpunktierten Linienzug in Fig. 2 angedeutet.

[0008] Gemäß einem bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung des erläuterten Lüfterrades ist vorgesehen, daß zunächst aus einer ebenen, z.B. entsprechend dem Umfangskreis 6 bemessenen metallischen Platine, die unmittelbar nahtlos ineinander übergehenden Abschnitte 7 und 9 (Formprägungen) im Prägeverfahren axial vorgezogen werden und daß danach die stern- oder strahlenförmige Kontur der Grundplatte 5 freigeschnitten oder freigestanzt wird und danach oder in einem gemeinsamen Stanz-Prägeverfahren die Schaufeln 4 gegenüber der Grundplatte 5 abgebogen werden. Auf diese Weise vermeidet man prägebedingte Materialspannungen in den Randflächen 10 in der Grundebene 8. Hierbei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn als Ausgangsebene für das Prägeverfahren die Flächen 11 dienen, gegenüber welchen die, die Formprägungen umgebenden Bereiche, insbesondere die Randflächen 10 und die zentrale Kreisfläche 14 im Zentrum des Lüfterrades durch Prägen axial vorgezogen werden. Anschließend kann das Lüfterrad in bekannter Weise mit einer Oberflächenbeschichtung versehen werden. Die durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Lüfterrades sich ergebenden Vorteile zeigen sich insbesondere bei Verwendung von metallischem und durch Prägen verformten Material. Jedoch sind auch andere Materialien oder Formgebungen für das Lüfterrad denkbar wie z.B. die Verwendung von Kunststoff, wobei dann geeignete Formgebungsprozesse zur Schaffung der als Raumform zu verstehenden Formprägungen anzuwenden sind.

Ansprüche

1. Lüfterrad für Hochtemperaturbetrieb insbesondere in Backöfen, mit einer stern- oder strahlenförmigen Grundplatte (5), an deren über einen zentralen Mittelbereich (1) im wesentlichen radial hinausragenden Ansätzen (3) axial vorgezogene Schaufeln (4) angeordnet sind und die Grundplattenfläche mit axial vorgezogenen Abschnitten (7, 9) versehen ist, die sich vom Mittelbereich bis in den Bereich der Ansätze (3) erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an einen zentralen, ringförmigen Abschnitt (7) stern- oder strahlenförmige, die Ansätze (3) der Grundplatte (5) im wesentlichen symmetrisch zur Außenkontur durchziehende Abschnitte (9) vorgesehen sind.

2. Lüfterrad für Hochtemperaturbetrieb insbesondere in Backöfen, mit einer stern- oder strahlenförmigen Grundplatte (5), an deren über einen zentralen Mittelbereich (1) im wesentlichen radial hinausragenden Ansätzen axial vorgezogene Schaufeln (4) angeordnet sind und die Grundplattenfläche mit axial vorgezogenen Abschnitten (7, 9) versehen ist, die sich vom Mittelbereich bis in den Bereich der Ansätze (3) erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an einen zentralen, ringförmigen Abschnitt (7) stern- oder strahlenförmige, vom genannten Abschnitt ausgehende und der Außenkontur der Grundplatte (5) folgende Abschnitte (9) vorgesehen sind.

3. Lüfterrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte als Formprägungen ausgebildet sind.

4. Lüfterrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte (7, 9) als im wesentlichen ebene, gegenüber der Grundplatte (5) vorgezogene Flächen aufweisende Formprägungen ausgebildet sind.

5. Lüfterrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte (7, 9) ineinander übergehen und Teile eines gemeinsamen Abschnittes vorzugsweise einer gemeinsamen Formprägung sind.

6. Lüfterrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Außenkontur der Ansätze (3) bzw. der Grundplatte (5) und derjenigen der Abschnitte (7, 9) Randflächen (10) zumindest annähernd konstanter Breite vorhanden sind.

7. Lüfterrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgezogene Tiefe (h) der Abschnitte (9) im strahlenartigen Bereich sich radial nach Außen hin vermindert.

8. Lüfterrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Übergangsbereichen zwischen dem zentralen ringförmigen Bereich (1) und den strahlenförmigen Bereichen die axial vorgezogenen Prägeflächen (11) der als Formprägung ausgebildeten Abschnitte (7, 9) mit zusätzlich axial vorgezogenen Bombierungen (13) vorzugsweise kreisförmiger Grundkontur versehen sind.

9. Lüfterrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Mittelbereich der Grundplatte (5) ein ringförmiger, axial vorgezogener Abschnitt (7) vorgesehen ist, der sich zumindest annähernd bis zum Fußbereich der strahlenförmigen Ansätze (3) erstreckt, an welchen Abschnitt sich die stern- oder strahlenförmigen Abschnitte (9) kontinuierlich anschließen.

10. Lüfterrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es mit einer Oberflächenbeschichtung, vorzugsweise mit einer Emailschicht versehen ist.

11. Verfahren zur Herstellung des Lüfterrades nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst aus einer ebenen, vorzugsweise metallischen Platine die Formprägungen (7, 9) und gegebenenfalls die Bombierungen (13) axial vorgezogen werden und daß dann die Kontur der Grundplatte (5) frei geschnitten und die Schaufeln (4) gegenüber der Grundplatte gebogen werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die die Formprägungen umgebenden Bereiche durch Prägen axial vorgezogen werden.

Zeichnung