Lüfterrad und Verfahren zur Herstellung desselben

Beschreibung

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

[0002] Bei einem bekannten Lüfterrad mit im 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 im 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. Bei einem ähnlichen Lüfterrad gemäß DE-OS 28 45 739 ist zur Versteifung des Lüfterrades eine scheibenförmige Ronde aus Blechmaterial aufgeschweißt.

[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 Merkmale des Anspruches 1. 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. Durch die weitgehend symmetrische Konturierung der Abschnitte 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 Lüfterrad durch niedrige Herstellungskosten aus.

[0006] Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles nachstehend erläutert.

[0007] 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.

[0008] 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. metallischem 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

[0009] 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 Kreisbereiche 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.

[0010] 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 (1) bis in den Bereich der Ansätze (3) erstrecken, wobei sich im Anschluß an einen axial vorgezogenen zentralen, ringförmigen Abschnitt (7) axial vorgezogene strahlenförmige Abschnitte (9) erstrecken, und zwischen der Außenkontur der Ansätze (3) bzw. der Grundplatte (5) und derjenigen der axial vorgezogenen Abschnitte (7, 9) Randflächen (10) vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die axial vorgezogenen strahlenförmigen Abschnitte (9) die Ansätze (3) der Grundplatte (5) im wesentlichen symmetrisch zur Außenkontur durchziehen, und damit deren Außenkontur so folgen, daß die Randflächen (10) zumindest annähernd konstante Breite aufweisen.

2. Lüfterrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axial vorgezogenen Abschnitte (7, 9) als im wesentlichen ebene, gegenüber der Grundplatte (5) vorgezogene Flächen aufweisende Formprägungen ausgebildet sind.

3. Lüfterrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die axial vorgezogenen Abschnitte (7, 9) ineinander übergehen und Teile einer gemeinsamen Formprägung sind.

4. Lüfterrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgezogene Tiefe (h) der axial vorgezogenen strahlenförmigen Abschnitte (9) sich radial nach Außen hin vermindert.

5. 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 axial vorgezogenen Abschnitte (7, 9) mit zusätzlich axial vorgezogenen Bombierungen (13) vorzugsweise kreisförmiger Grundkontur versehen sind.

6. Lüfterrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Mittelbereich der Grundplatte (5) der zentrale, ringförmige, axial vorgezogene Abschnitt (7) sich zumindest annährend bis zum Fußbereich der strahlenförmigen Ansätze (3) erstreckt, an welchen Abschnitt (7) sich die axial vorgezogenen strahlenförmigen Bereiche (9) kontinuierlich anschließen.

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

8. Verfahren zur Herstellung eines Lüfterrades, wobei das Lüfterrad mit allen merkmalen des Anspruches 1 in Verbindung mit allen Merkmalen des Anspruches 2 bereitgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst aus einer Platine die Formprägungen (7, 9) axial vorgezogen werden und daß dann die Kontur der Grundplatte (5) frei geschnitten und die Schaufeln (4) gegenüber der Grundplatte gebogen werden.

Claims

1. Fan wheel for high temperature operation, particularly in baking ovens, with a star-shaped or ray-shaped base plate (5) at the projections (3), which protrude substantially radially beyond a central middle region (1), of which axially forwardly drawn vanes (4) are arranged, and the base plate surface is provided with axially forwardly drawn portions (7, 9) which extend from the middle region (1) into the region of the projections (3), wherein axially forwardly drawn ray-shaped portions (9) extend in connection to an axially forwardly drawn central, annular portion (7), and edge surfaces (10) are present between the outer contour of the projections (3) or the base plate (5) and the outer contours of the axially forwardly drawn portions (7, 9), characterised in that the axially forwardly drawn ray-shaped portions (9) draw through the projections (3) of the base plate (5) substantially symmetrically relative to the outer contour and thus so follow the outer contour thereof that the edge surfaces (10) have an at least approximately constant width.

2. Fan wheel according to claim 1, characterised in that the axially forwardly drawn portions (7, 9) are formed as substantially planar shaping-stampings having surfaces drawn forwardly relative to the base plate (5).

3. Fan wheel according to one of the preceding claims, characterised in that the axially forwardly drawn portions (7, 9) merge into one another and are parts of a common shaping-stamping.

4. Fan wheel according to one of the preceding claims, characterised in that the drawn-forward depth (h) of the axially forwardly drawn ray-shaped portions (9) reduce in radially outward direction.

5. Fan wheel according to one of the preceding claims, characterised in that in the transition regions between the central annular region (1) and the ray-shaped regions the axially forwardly drawn stamped surfaces (11) of the axially forwardly drawn portions (7, 9) formed as a shaping-stamping are provided with additional axially forwardly drawn bulges (13), preferably of circular plan profile.

6. Fan wheel according to one of the preceding claims, characterised in that in the middle region of the base plate (5) the central, annular axially forwardly drawn portion (7) extends at least approximately up to the foot region of the ray-shaped projections (3), to which portion (7) the axially forwardly drawn ray-shaped regions (9) are connected in continuation thereof.

7. Fan wheel according to one of the preceding claims, characterised in that it is provided with a surface coating, preferably with an enamel layer.

8. Method of producing a fan wheel, wherein the fan wheel is produced with all features of claim 1 in conjunction with all features of claim 2, characterised in that additionally the shaping-stampings (7, 9) are axially drawn forward from a plate and that then the contour of the plate (5) is cut free and the vanes (4) are bent relative to the base plate.

Revendications

1. Roue ventilateur pour service à température élevée, en particulier dans des fours, comprenant une plaque de base (5) étoilée ou rayonnée dont les ailettes (3), partant pour l'essentiel radialement d'une zone centrale (1), portent des pales (4) décalées axialement, la surface de la plaque de base présentant des parties (7, 9) qui ont subi un décalage axial et s'étendent de la zone centrale (1) aux ailettes (3) de manière que des parties (9) rayonnantes ayant subi un décalage axial prolongent une partie centrale (7) en forme d'anneau, qui a subi un décalage axial, et que des bords (10) soient aménagés entre le contour extérieur des ailettes (3), resp. de la plaque de base (5), d'une part, et celui des parties (7, 9) décalées axialement, d'autre part, caractérisée en ce que les parties (9) rayonnantes décalées axialement s'étirent dans les ailettes (3) de la plaque de base (5) de manière pour l'essentiel symétrique à leur contour extérieur, épousant ainsi celui-ci de façon que les bords (10) présentent une largeur au moins presque constante.

2. Roue ventilateur selon la revendication 1, caractérisée en ce que les parties (7, 9) présentant un décalage axial ont été travaillées de manière à donner des empreintes à surfaces pour l'essentiel planes et décalées axialement par rapport à la plaque de base (5).

3. Roue ventilateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les parties (7, 9) ayant subi un décalage axial sont unies en tant que parties d'une empreinte commune.

4. Roue ventilateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la profondeur (h) décalée des parties (9) rayonnantes décalées axialement se réduit radialement de l'intérieur vers l'extérieur.

5. Roue ventilateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que, dans les zones intermédiaires comprises entre la zone centrale (1) en forme d'anneau et les zones rayonnantes, les surfaces (11) obtenues suite au travail de la matière, ayant subi un décalage axial et faisant elles-mêmes partie des parties (7, 9), lesquelles ont subi un décalage axial et ont été travaillées pour donner des empreintes, présentent des bombages (13) supplémentaires avec décalage axial, dont le contour de base est de préférence circulaire.

6. Roue ventilateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que, dans la zone centrale de la plaque de base (5), la partie (7) centrale en forme d'anneau et présentant un décalage axial, s'étend au moins presque jusqu'à la base des ailettes (3) rayonnantes, les zones (9) rayonnantes ayant subi un décalage axial venant prolonger sans interruption ladite partie (7).

7. Roue ventilateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est pourvue d'un revêtement de surface qui est de préférence une couche d'émail.

8. Procédé de fabrication d'une roue ventilateur, la roue ventilateur étant mise à disposition avec toutes les caractéristiques de la revendication 1 combinées à toutes les caractéristiques de la revendication 2, caractérisé en ce que les empreintes (7, 9) sont d'abord travaillées au départ d'une plaque de manière à ce qu'elles subissent un décalage axial et en ce qu'ensuite le contour de la plaque de base (5) est dégagé par découpage et les pales (4) sont pliées par rapport à la plaque de base.

Zeichnung