Die
Erfindung betrifft ein Laufrad für einen Axialventilator
mit einer drehfest auf der Abtriebswelle eines – elektrischen – Antriebsmotors
sitzenden Polygonnabe, an deren Facetten je eine Laufradschaufel
in definierter Orientierung lösbar befestigt ist, die als
Hohlkörper ausgebildet ist, der, im Querschnitt gesehen,
eine für einen Tragflügel charakteristische, konkav-konvexe
Profilform hat.The
The invention relates to an impeller for an axial fan
with a rotationally fixed on the output shaft of an - electric - drive motor
sitting Polygonnabe, on their facets ever an impeller blade
is releasably secured in a defined orientation, as
Hollow body is formed, which, seen in cross-section,
a characteristic for a wing, concave-convex
Profile shape has.
Ein
derartiges Laufrad ist durch die DE 37 07 437 C2 bekannt.Such an impeller is through the DE 37 07 437 C2 known.
Bei
dem bekannten Laufrad haben die Schaufeln einen aus einem schweißfähigen
Metallblech bestehenden Mantel, der als Biegeteil aus einem Blechstreifen
hergestellt ist, der im Bereich der jeweiligen Anströmkante
der Schaufel mit kleinem Biegeradius gebogen ist, derart, dass die
Querkanten des Blechstreifens im Bereich der Abströmkante des
Schaufelkörpers spitzwinkelig aneinander anschließen.
Sie sind im Bereich der Abströmkante miteinander verschweißt.at
the known impeller, the blades have one of a weldable
Metal sheet existing coat, as a bent part from a sheet metal strip
is made, in the region of the respective leading edge
the blade is bent with a small bending radius, such that the
Transverse edges of the metal strip in the region of the trailing edge of the
Connect the blade body at an acute angle to each other.
They are welded together in the region of the trailing edge.
Die
in einer Seitenansicht im wesentlichen trapezförmig erscheinenden
Radschaufeln sind sowohl an ihrer der Nabe zugewandten – breiten – Basis
als auch an ihrer dieser gegenüberliegend angeordneten
schmäleren "freien" Basisseite durch Blechstreifen abgedeckt,
die ihrerseits mit dem Mantel fest verschweißt sind.The
in a side view substantially trapezoidal appearing
Paddles are on both the hub facing - wide - base
as well as at her this opposite arranged
narrower "free" base side covered by metal strips,
which in turn are firmly welded to the jacket.
Die
zur Montage der Laufradschaufeln an der Nabe ausgenutzten Basisbleche
sind mit bezüglich einer zentralen Achse der jeweiligen
Radschaufel konzentrisch gekrümmten Langlöchern
versehen, durch die Befestigungsschrauben hindurchtreten, die im
Nabenkörper durch Gewindeeingriff veran kerbar sind und
in einer definierten Orientierung der Radschaufeln, deren kraft-formschlüssige
Fixierung vermitteln.The
for mounting the impeller blades on the hub exploited base plates
are with respect to a central axis of the respective
Paddle concentrically curved slots
provided, pass through the fastening screws, which in the
Hub body kerbar by threaded engagement veran are and
in a defined orientation of the paddles whose force-positive
Convey fixation.
Das
bekannte Laufrad ist aufgrund seines insoweit geschilderten Aufbaus
mit zumindest den folgenden technischen Nachteilen behaftet:
Das
Biegen des Schaufelmantels mit kleinem Biegeradius im Bereich der
Anströmkante und vergleichsweise großen Krümmungsradien
der aneinander anschließenden, großflächigen
Matelabschnitte ist als Arbeitsgang zeitaufwendig, und es bleiben,
da die Mantelabschnitte nicht "über"-bogen werden können, Restspannungen
im Material bestehen, die zu einer Aufweitung des Mantelteils tendieren,
bevor dessen großflächige Mantelabschnitte an
der Abströmkante der Schaufel fest miteinander verschweißt
sind. Die beiden Mantelabschnitte müssen daher beim Verschweißen
mit einer Mindestkraft aneinander angedrückt werden, was
zu relativ weiten Fertigungstoleranzen führen kann. Demgemäß erfordert
auch der Schweißvorgang erheblichen Zeitaufwand, um die erforderliche
Maßhaltigkeit zu gewährleisten, sei es durch Verwendung
einer geeigneten Positionierungs- und Druckvorrichtung, sei es durch
eine Nachbearbeitung im verschweißten Bereich, die in aller
Regel erforderlich ist.The known impeller is due to its extent described structure with at least the following technical disadvantages:
The bending of the blade shell with a small bending radius in the leading edge and comparatively large radii of curvature of the adjoining, large-scale Matelabschnitte is time-consuming as a job, and it remains because the sheath sections can not be "over" sheet, residual stresses in the material, resulting in a Widening of the jacket part tend before its large-area jacket sections are welded together at the trailing edge of the blade. The two shell sections must therefore be pressed against each other during welding with a minimum force, which can lead to relatively wide manufacturing tolerances. Accordingly, the welding process also requires a considerable amount of time to ensure the required dimensional stability, either by using a suitable positioning and printing device, be it by a post-processing in the welded area, which is required as a rule.
Das
bekannte Laufrad ist daher einer automatischen Serienfertigung praktisch
nicht zugänglich und bleibt daher mit relativ hohen Fertigungskosten behaftet.The
known impeller is therefore an automatic mass production practical
not accessible and therefore remains subject to relatively high production costs.
Aufgabe
der Erfindung ist es daher, eine Gestaltung eines Laufrades der
eingangs genannten Art anzugeben, in der ein solches Rad ungeachtet
hoher Anforderungen hinsichtlich Qualität, Lebensdauer und
Laufruhe einer mit vergleichsweise kurzen Taktzeiten auskommenden
und preisgünstigen Serienfertigung zugänglich
ist.task
The invention is therefore a design of an impeller of
specify the type mentioned above, in which such a wheel regardless
high quality, durability and requirements
Smooth running of a comparatively short cycle times auskommenden
and inexpensive mass production accessible
is.
Diese
Aufgabe wird gemäß dem kennzeichnenden Teil des
Patentanspruchs 1 dem Grundgedanken nach dadurch gelöst,
dass die Form der die Druckseite und die Anströmseite der
Laufradschaufel bildenden, konkaven und konvexen Mantelbereiche ihres
Profilhohlkörpers in einem formwerkzeuggestützten
Kalt-Verformungsprozess erzielt ist, bei dem die unter Vorspannung
geformten Teile erst mit der auf die Entformung (Entnahme der Teile
aus den Formwerkzeugen) folgende Materialentspannung in die für
die Schaufel vorgesehene Form gelangt.These
Task is performed according to the characterizing part of
Patent claim 1 dissolved in the basic idea,
that the shape of the pressure side and the upstream side of the
Impeller blade forming, concave and convex cladding areas of their
Profile hollow body in a mold-supported
Cold deformation process is achieved in which the under bias
molded parts only with the demolding (removal of parts
from the molds) the following material relaxation in the for
the blade provided form passes.
Hierdurch
vermittelte technische Vorteile sind zumindest die folgenden:
Durch
die Formung der Mantelbleche durch Tiefziehen oder Pressen geeignet
vorgefertigter Blechrohlinge in Formwerkzeugen, die gleichsam Negativ-Formen
für die herzustellenden Radschaufeln sind, wird eine hochgenaue
Formgebung und Reproduzierbarkeit der Schaufelformen erzielt, d.
h. die solchermaßen gefertigten Teile sind innerhalb enger
Toleranzen identisch und können daher auf einfache Weise
in automatischen Montageeinrichtungen weiter verarbeitet werden,
für die die Identität der zu verarbeitenden Teile
eine wesentliche Voraussetzung ist. Die zur Formung in Formwerkzeugen
erforderlichen Press- oder Zieh-Arbeitsgänge sind innerhalb kurzer
Zeitspannen durchführbar, so dass auch insoweit eine rationelle
Serienfertigung der Radschaufeln möglich ist. Die weitere
Verarbeitung, z. B. das Fügen vorgefertigter Schaufelmantel-Elemente
aneinander, ist ebenfalls auf einfache Weise möglich, da
die Teile nach der Formgebung spannungsfrei sind, d. h. nicht unter
einer z. B. aufweitenden Vorspannung stehen und daher bei einer
fügenden Verarbeitung nicht unter Einwirkung erheblicher
Kräfte gegeneinander gedrängt werden müssen.This provides technical advantages are at least the following:
By forming the cladding sheets by deep drawing or pressing suitable prefabricated sheet metal blanks in molds, which are as negative forms for the blades to be produced, a highly accurate shaping and reproducibility of the blade shapes is achieved, ie the parts thus produced are identical within narrow tolerances and therefore can be easily processed in automatic assembly facilities for which the identity of the parts to be processed is an essential requirement. The pressing or drawing operations required for shaping in molds can be carried out within a short period of time, so that rational production of the vanes is also possible to that extent. Further processing, for. As the joining of prefabricated blade shroud elements together, is also possible in a simple manner, since the parts are free of stress after molding, ie not under a z. B. bulging bias and therefore do not have to be urged against each other in a joining processing under the action of considerable forces.
Unter
Einsatz von Schweißrobotern, die eine Nutzung gängiger,
numerisch steuerbarer Schweißverfahren ermöglichen,
ist auch der Fügeprozess auf einfache Weise im Sinne einer
preisgünstigen Serienfertigung automatisierbar.Using welding robots, the use of common, numerically controllable welding allow method, the joining process in a simple manner in the sense of low-priced mass production can be automated.
Zur
Herstellung von Radschaufeln gängiger Formen, beispielsweise
hinsichtlich der äußeren Gestaltung dem Stand
der Technik entsprechender Radschaufeln ist das Tiefziehverfahren
wegen der hohen erreichbaren Präzision und Formtreue der
Werkstücke besonders geeignet, wobei eine Vorgehensweise,
wie durch den Anspruch 3 umrissen, eine besonders rationelle Durchführung
des Tiefziehprozesses ermöglicht.to
Production of paddles of common forms, for example
in terms of the external design of the stand
The technique of corresponding paddles is the thermoforming process
because of the high achievable precision and form faithfulness of the
Workpieces are particularly suitable, with a procedure
as outlined by the claim 3, a particularly rational implementation
the deep drawing process allows.
Die
gemäß Anspruch 4 vorgesehene Art des Fügens
und Anordnung der Fügebereiche eignet sich insbesondere
für eine Automatisierung mit geeigneten Robotern, wobei
besonders vorteilhaft ein Fügen mittels einer Laser-Schweißvorrichtung
ist, mit der sich weitgehend glatte Schweißnähte
erzeugen lassen, die, um die geforderten aerodynamischen Eigenschaften
der Radschaufeln zu erzielen und zu garantieren, einer Nachbearbeitung
nicht bedürfen.The
According to claim 4 provided type of joining
and arrangement of the joining areas is particularly suitable
for automation with suitable robots, wherein
particularly advantageous joining by means of a laser welding device
is, with the largely smooth welds
can generate, to the required aerodynamic properties
the scoops to achieve and guarantee a post-processing
do not need.
Alternativ
ist auch eine Herstellung des Schaufelmantels in einem IHU (Innen-Hochdruck-Umform)-Verfahren
geeignet, bei der von einer geeigneten Form eines einstückigen
Vorformlings ausgegangen wird, der "von innen her" mit hydraulischem
Hochdruck beaufschlagt wird. Eine diesbezüglich geeignete
Form kann darin gesehen werden, dass von einem kegelstumpfförmigen
Vorformling ausgegangen wird, der an seinen Basisseiten mit den Anschluss-Armierungen
für die Hochdruckzufuhr und -entlastung versehen ist.alternative
is also a production of the blade shroud in a hydroforming (internal high pressure forming) process
suitable, in the case of a suitable form of a one-piece
Preform is considered, the "from the inside" with hydraulic
High pressure is applied. A suitable in this regard
Form can be seen in that of a frustoconical
Preform is assumed, at its base sides with the terminal reinforcements
provided for the high pressure supply and discharge.
Mit
stabilitätserhöhenden Einbauten versehene Lüfterradschaufeln,
wie dem Grundgedanken nach durch den Anspruch 5 vorgeschlagen, haben den
Vorteil, dass die Schaufeln insgesamt leichter gebaut werden können,
was sowohl der Laufruhe des Rades zugute kommt, als auch eine leichtere
Konstruktion des Ventilators insgesamt zulässt.With
stability-enhancing internals provided fan blades,
as proposed in the basic idea by the claim 5, have the
Advantage that the blades can be built much easier overall,
which benefits both the smooth running of the bike, as well as a lighter
Overall construction of the fan permits.
Laufräder
mit den durch die Merkmale der Ansprüche 6 bis 8 angegebenen
Spantenformen, Gestaltungen und Anordnungen in Verbindung mit einer zentralen
Montage der Spanten, die von der dem lichten Querschnitt nach größeren Öffnungsseite
des Schaufelmantels her auf einfache Weise, gegebenenfalls unter
Drehen um die zentrale Säulenachse in das Schaufelinnere
eingebracht und mit dem Schaufelmantel mechanisch fest verbunden
werden können, zeichnen sich durch ein geringes Gewicht bei
gleichwohl guter Stabilität aus.impellers
with the specified by the features of claims 6 to 8
Frame forms, designs and arrangements in connection with a central
Assembly of the frames, from the clear cross section to larger opening side
the blade shroud forth in a simple manner, optionally below
Turn around the central column axis into the blade interior
introduced and mechanically firmly connected to the blade casing
can be, are characterized by a low weight
nevertheless good stability.
Alternativ
zu spantenförmigen Einbauten können auch streifenförmige
Blechelemente mit der durch die Merkmale des Anspruchs 9 umrissenen Verlaufsform
als stabilitätserhöhende Einbauten verwendet werden,
was eine besonders einfache Struktur der Radschaufeln insgesamt
ergibt, die auf rationelle Weise gefertigt werden kann.alternative
to frame-shaped internals can also strip-shaped
Sheet metal elements with the outlined by the features of claim 9 gradient
be used as stability-increasing internals,
what a particularly simple structure of the paddles in total
results, which can be made in a rational way.
Stabilitätsfördernd
ist auch die durch die Merkmale des Anspruchs 10 angegebene Gestaltung
eines radial äußeren Abschlusselements des Radschaufel-Hohlkörpers,
die sich für eine fertigungstechnisch günstige
Vorfixierung der miteinander zu fügenden Hohlkörpermantelteile
gut eignet, da sie eine lagerichtige Abstützung dieser
Teile aneinander ermöglicht, ohne dass hierbei nennenswerte Kräfte
auf die Fügeteile ausgeübt werden müssten.stability Promotional
is also the design specified by the features of claim 10
a radially outer end element of the airfoil hollow body,
which are favorable for a manufacturing technology
Prefixation of the hollow body shell parts to be joined
good, as it is a correct position support this
Allows parts to each other, without any significant forces
would have to be exercised on the joining parts.
Eine
versenkte Anordnung des nabenseitigen, radial inneren Bereichs der
Radschaufeln in einem äußeren Bereich des Nabenkörpers,
wie dem Grundgedanken nach durch die Merkmale des Anspruchs 11 vorgesehen,
ergibt eine aerodynamisch günstige Gestaltung des Laufrades,
die dem Wirkungsgrad des Axialventilators insgesamt zugute kommt.A
recessed arrangement of the hub side, radially inner portion of the
Paddles in an outer region of the hub body,
as provided in the basic idea by the features of claim 11,
results in an aerodynamically favorable design of the impeller,
the overall efficiency of the axial fan benefits.
Eine
derartige versenkte Anordnung ist in Kombination mit Maßnahmen
zur Einstellung einer einsatzbedingten günstigstmöglichen
Orientierung der Radschaufeln gemäß den Merkmalen
des Anspruchs 12 auf einfache Weise, z. B. durch eine mindestens
bereichsweise mehrschichtige, insbesondere zweischichtige Ausbildung
des Nabenkörpers möglich, wodurch auch eine Gestaltung
der Nabe, wie durch die Merkmale des Anspruchs 12 gefordert, mit
einfachsten Mitteln realisierbar ist.A
Such recessed arrangement is in combination with measures
to set a use-related cheapest possible
Orientation of the paddles according to the characteristics
of claim 12 in a simple manner, for. B. by at least one
partially multi-layered, in particular two-layered training
the hub body possible, which also gives a design
the hub as required by the features of claim 12, with
the simplest means is feasible.
In
zweckmäßiger Ausgestaltung des Laufrades ist zusätzlich
zu Verankerungsmitteln, z. B. Gewindebolzen, die durch bogenförmig
gekrümmte Langlöcher einer Sockelplatte der Radschaufeln
hindurchtreten, die zur Orientierungseinstellung vorgesehen sind,
eine zentrale Zugankereinrichtung vorgesehen, die eine mit einem
zentralen Verankerungsbolzen der jeweiligen Radschaufel in Eingriff bringbare
Ankermutter umfasst, die sich an der radial inneren Seite der jeweiligen
Naben-Facette abstützen kann.In
expedient embodiment of the impeller is additional
to anchors, z. B. threaded bolts passing through arcuate
curved long holes of a base plate of the paddles
pass through, which are intended for orientation adjustment,
a central Zugankereinrichtung provided, one with a
central anchor bolts of the respective paddle wheel engageable
Anchor nut includes, located on the radially inner side of the respective
Hub facet can support.
Hierbei
kann es vorteilhaft sein, wenn, wie gemäß Anspruch
15 vorgesehen, sowohl die zentrale Ankermutter als auch die beidseits
der zentralen Achse der Verankerungseinrichtung angeordneten Ankermuttern über
eine gemeinsame Unterlagplatte, hier auch langlochförmige,
gekrümmte Schlitze vollständig abdeckt, an der
Nabe abgestützt sind, was sowohl für die Stabilität
der Verankerung als auch für einen Schutz des Motors gegen
luftgetragene Schadstoffe zweckmäßig ist.in this connection
it may be advantageous if, as in claim
15, both the central anchor nut and the both sides
the anchor anchors arranged on the central axis of the anchoring device
a common base plate, here also slot-shaped,
completely covers curved slots at the
Hub are supported, reflecting both stability
anchoring as well as for protection of the engine against
airborne pollutants is appropriate.
Hierbei
ist es besonders zweckmäßig, wenn in axialsymmetrischer
Gruppierung bezüglich der zentralen Achsen der Radschaufeln
bzw. der mit diesen im montierten Zustand jeweils zusammenfallenden
"radialen" Achsen der Nabenfacetten jeweils drei Zapfen vorgesehen
sind, die mit entsprechend angeordneten Bohrungen der jeweiligen
Lochscheibe zu deren Fixierung an der Nabe in Eingriff gebracht
werden können, um diese präzise an der Nabe zu
fixieren.It is particularly useful when in axially symmetrical grouping with respect to the central axes of the vanes or with the sen in the assembled state each coinciding "radial" axes of the hub facets are each provided three pins which can be brought into engagement with correspondingly arranged holes of the respective perforated disc for fixing to the hub in order to fix them precisely to the hub.
Dabei
ist es in jedem Falle vorteilhaft, wenn sämtliche an der
Innenseite einer inneren Nabenplatte abstützbaren Ankermuttern über
federelastische Elemente, vorzugsweise Tellerfedern an der Radnabe
abstützbar sind, was die Sicherheit der Naben-/Schaufel-Verbindung
optimiert.there
It is in any case advantageous if all at the
Inside of an inner hub plate supportable anchor nuts on
resilient elements, preferably disc springs on the wheel hub
can be supported, what the safety of the hub / shovel connection
optimized.
Hierbei
können als elastische Elemente z. B. Tellerfedern eingesetzt
werden, aber es ist auch auf einfache Weise möglich, solche
Stützelemente gemäß Anspruch 16 als flach
abgewinkelte, ausgeschnittene oder partiell ausgestanzte federnde
Zungen einer großflächigen Platte zu realisieren.in this connection
can be used as elastic elements z. B. disc springs used
but it is also possible in a simple way
Supporting elements according to claim 16 as flat
Angled, cut or partially punched springy
To realize tongues of a large plate.
Durch
die Merkmale der Ansprüche 15 und 16 sind einfache Gestaltungen
der Verankerungsbereiche der Radschaufeln und der sie abstützenden Bereiche
der Radnabe angegeben, die eine kraft-formschlüssige – zuverlässige – Fixierung
der Radschaufeln an der Nabe in der gewünschten Orientierung
ergeben.By
the features of claims 15 and 16 are simple designs
the anchoring areas of the paddles and the areas supporting them
specified the wheel hub, which is a positive-locking - reliable - fixation
the paddles on the hub in the desired orientation
result.
Eine
Drehbarkeit der Radschaufeln um Achsen, die in unmittelbarer Nähe
einer feststehenden Leitschaufelanordnung des Ventilators angeordnet, ist
unter dem Gesichtspunkt vorteilhaft, dass sich aufgrund der Schaufeleinstellung
nur geringfügige Änderungen der Strömungsverhältnisse
im Übergangsbereich zwischen den rotierenden Schaufeln
und den feststehenden Leitschaufeln ergeben.A
Rotatability of the vanes about axes that are in close proximity
a fixed vane arrangement of the fan is arranged
advantageous from the point of view that due to the blade adjustment
only minor changes in the flow conditions
in the transition area between the rotating blades
and the fixed vanes.
Mittels
eines Einstellringes, wie gemäß Anspruch 20 vorgesehen,
ist auf einfache Weise eine gleichzeitige Justierung sämtliche
Radschaufeln möglich, wobei dieser Ring in vorteilhafter
Gestaltung gemäß Anspruch 21 auch zur Fixierung
der Radschaufeln in einer einmal eingestellten Orientierung nutzbar
ist.through
a Einstellringes, as provided according to claim 20,
is simply a simultaneous adjustment all
Paddles possible, this ring in an advantageous
Design according to claim 21 also for fixing
the paddles can be used in a once set orientation
is.
Anstelle
vorgefertigter – separater – Sockelteile, die
an die Hohlkörpermäntel der Radschaufeln angefügt
werden müssen, können zur Verankerung geeignete
Sockelteile auch, wie durch die Merkmale der Ansprüche
22 und 23 vorgesehen, als von den Mantelteilen abgewinkelte Stütz-
oder Fußelemente ausgebildet sein, die sich insbesondere
dann auf einfache Weise schaffen lassen, wenn die Hohlkörper
aus einer Mehrzahl von Teilen gefügt sind und die Stützelemente
schon beim Tiefziehen einstückig als Mantelteile geschaffen
werden können.Instead of
prefabricated - separate - base parts, the
attached to the hollow body shells of the vanes
may be suitable for anchoring
Base parts also, as by the features of the claims
22 and 23 provided as angled from the shell parts support
or foot elements may be formed, in particular
then create a simple way when the hollow body
are joined from a plurality of parts and the support elements
even when deep drawing created as a shell parts
can be.
Eine
Unterteilung von seitlichen Fixierungselementen in relativ schmale
Streifen oder Lappen oder in der Art trapezförmiger Fußelemente,
von denen an jeder Schaufelseite zweckmäßigerweise mehrere
vorgesehen sein sollten, ist herstellungstechnisch günstig
und insbesondere bei einer erheblichen Wölbung der Seitenwände
sogar Voraussetzung dafür, dass solche Fixierungselemente
in einem Biege- oder Tiefziehvorgang zusammen mit den gewölbten
Seitenwandbereichen hergestellt werden können.A
Subdivision of lateral fixation elements into a relatively narrow one
Strips or rags or trapezoidal foot elements,
of which on each blade side expediently more
should be provided, is manufacturing technology favorable
and in particular at a considerable curvature of the side walls
even condition that such fixation elements
in a bending or deep drawing process together with the arched ones
Sidewall areas can be made.
In
bevorzugter Gestaltung des erfindungsgemäßen Laufrades
ist zur Fixierung der Laufradschaufeln in der vorgegebenen Orientierung,
zwischen der Sockelplatte der Schaufel und der die Schaufel tragenden
Facette eine Ringscheibe angeordnet, die durch den formschlüssigen
Eingriff eines Zapfens, der von der jeweiligen Facette der Radnabe
aufragt, mit einer Scheibenöffnung sowie durch formschlüssigen
Eingriff mit mindestens einem weiteren Anschlagelement gegen Verdrehen
gesichert ist; desweiteren hat die Sockelplatte einen zur Nabe hin
abstehenden Zapfen, durch dessen formschlüssigen Eingriff
mit dem Rand einer weiteren Öffnung der Lochplatte die
Sockelplatte samt Laufradschaufel gegen ein Verdrehen gegenüber
der Lochscheibe gesichert ist, so dass dadurch die Radschaufel in
definierter Orientierung der Nabe festgelegt ist.In
preferred design of the impeller according to the invention
is for fixing the impeller blades in the predetermined orientation,
between the base plate of the blade and the blade carrying the blade
Facet an annular disc arranged by the positive locking
Engagement of a pin by the respective facet of the wheel hub
protrudes, with a disc opening and by positive locking
Engagement with at least one further stop element against rotation
is secured; Furthermore, the base plate has a hub down
protruding pin, by its positive engagement
with the edge of another opening of the perforated plate the
Base plate with impeller vane against twisting
the perforated disc is secured so that thereby the paddle in
defined orientation of the hub is fixed.
Bei
dieser Gestaltung des Laufrades sind verschiedenen Orientierungen
der Radschaufeln verschiedene Gestaltungen der Lochplatten d. h.
Anordnungen ihrer Öffnungen zugeordnet; es ist daher auf einfache
Weise möglich, durch Anbringen einer geeigneten Bohrung
an einer Standardplatte die Orientierung festzulegen, in der die
Radschaufel fixiert werden soll.at
This design of the impeller are different orientations
the paddles different designs of perforated plates d. H.
Assigned arrangements of their openings; It is therefore simple
Way possible, by attaching a suitable hole
to set the orientation on a standard plate in which the
Paddle should be fixed.
Weitere
Einzelheiten erfindungsgemäßer Laufräder
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung spezieller Ausführungsbeispiele
anhand der Zeichnung. Es zeigen:Further
Details of inventive wheels
will be apparent from the following description of specific embodiments
based on the drawing. Show it:
1a einen
mit einem erfindungsgemäßen Laufrad bestückten
Axialventilator in schematisch vereinfachter Seitenansicht, mit
teilweise abgebrochener Darstellung seines Gehäuses, 1a an axial fan equipped with an impeller according to the invention in a schematically simplified side view, with a partially broken view of its housing,
1b eine
Ansicht des Ventilators gemäß 1a,
gesehen in Richtung des Pfeiles Ib der 1a, 1b a view of the fan according to 1a , seen in the direction of the arrow Ib of the 1a .
2 eine
Laufradschaufel des Rades gemäß den 1a und 1b in
schematisch vereinfachter Seitenansicht und gegenüber der
Darstellung der 1a vergrößertem
Maßstab, 2 an impeller blade of the wheel according to the 1a and 1b in a schematically simplified side view and compared to the illustration of 1a enlarged scale,
3a die
Laufradschaufel gemäß 2, gesehen
in Richtung des Pfeils IIIa der 2, 3a the impeller blade according to 2 , seen in the direction of arrow IIIa of 2 .
3b den
freien Endabschnitt der Laufradschaufel gemäß den 2 und 3a im
Schnitt längs der Linie IIIb-IIIb der 3a 3b the free end portion of the impeller blade in accordance with 2 and 3a in section along the line IIIb-IIIb the 3a
4a eine
Teilansicht der Laufradschaufel gemäß den 2 und 3a,
gesehen in Richtung des Pfeils IVa der 2, teilweise
im Schnitt längs einer die zentralen Achsen der Radschaufeln
enthaltenden Radmittelebene 4a a partial view of the impeller blade according to the 2 and 3a , seen in the direction of arrow IVa the 2 partially in section along a wheel center plane containing the central axes of the vanes
4b eine
Teilansicht der Radschaufelbefestigung und -Orientierung der Schaufeln
an der Radnabe gemäß den 1a und 1b gesehen
in Richtung des Pfeils IVb der 4a 4b a partial view of the Radschaufelbefestigung and orientation of the blades on the hub according to the 1a and 1b seen in the direction of arrow IVb the 4a
4c eine
Teilansicht des in der 4b dargestellten Laufradbereiches
im fixierten Zustand der Radschaufel, 4c a partial view of the in the 4b shown impeller area in the fixed state of the paddle,
5 eine
Explosionsdarstellung zur Erläuterung der Befestigung einer
der Radschaufeln an der Radnabe in definierter Orientierung der
angeströmten Profilnase und der Abströmkante der
Radschaufel, 5 an exploded view for explaining the attachment of one of the paddles on the wheel hub in a defined orientation of the flown profile nose and the trailing edge of the paddle,
6a und 6b schematisch
vereinfachte Teildarstellungen einer mit stabilitäts erhöhenden Einbauten
versehenen Radschaufel, 6b als Schnitt
längs der Linie VIb-VIb der 6a 6a and 6b schematically simplified partial views of a paddle provided with stability-enhancing internals, 6b as a section along the line VIb-VIb the 6a
6c bis 6e Varianten
als Spanten ausgebildeter stabilitätserhöhender
Einbauten bei Radschaufeln gemäß der 6a und 6b,
in schematisch vereinfachter, perspektivischer Darstellung 6c to 6e Variants as frames of trained stability-increasing internals in paddle blades according to the 6a and 6b , in a schematically simplified, perspective view
Der
in den 1a und 1b insgesamt
jeweils mit 10 bezeichnete Axialventilator besteht aus einem
insgesamt mit 11 bezeichneten Gehäuse, einem in
dem Gehäuse zentriert angeordneten Elektromotor 12,
der über radiale Streben 13 an dem Gehäuse 11 radial
in dem Gehäuse abgestützt ist und einem von dem
Elektromotor 12 direkt angetriebenen Laufrad 14,
das direkt, d. h. ohne Zwischenschaltung eines Getriebes drehfest
mit der Abtriebswelle 16 des Antriebsmotors 12 verbunden
ist.The in the 1a and 1b altogether with each 10 designated axial fan consists of a total with 11 designated housing, a centered in the housing arranged electric motor 12 who has radial aspiration 13 on the housing 11 is supported radially in the housing and one of the electric motor 12 directly driven impeller 14 , the directly, ie without the interposition of a gear rotation with the output shaft 16 of the drive motor 12 connected is.
Das
Laufrad 14 hat eine der Grundform nach flach-topfförmige
Nabe 17, die zum Antriebsmotor 12 hin offen ist
und deren Boden 19, der zur Eintrittsdüse 21 des
Ventilators 10 hin konvex gewölbt ist. Der Mantel 18 der
Radnabe 17 hat die Form eines regelmäßigen,
bei dem zur Erläuterung gewählten Ausführungsbeispiel
zwölfeckigen, Polygons, das ebene Facetten 22 hat,
die somit in den Ecken 23 des Polygonmantels jeweils einen
Winkel 8 von 150° einschließen. Die gemeinsame
zentrale Längsachse des Motors 12 und des Laufrades 14,
bezüglich derer der Ventilator 10 rotationssymmetrisch
ausgebildet ist, ist mit 24 bezeichnet.The impeller 14 has one of the basic shape flat-cup-shaped hub 17 that to the drive motor 12 is open and their bottom 19 leading to the inlet nozzle 21 of the fan 10 convex is convex. The coat 18 the wheel hub 17 has the form of a regular, in the embodiment chosen for explanation dodecagonal, polygon, the plane facets 22 has, therefore, in the corners 23 of the polygon sheath each an angle 8th of 150 °. The common central longitudinal axis of the engine 12 and the impeller 14 with respect to which the fan 10 is formed rotationally symmetrical, is with 24 designated.
Der
Durchmesser des im wesentlichen kreiszylindrischen Motorgehäuses
entspricht demgemäß zwischen einander gegenüberliegenden
Ecken 23 der Polygonnabe 17 gemessenen größten
Durchmesser der selben und die radiale Weite des den Motor umgebenden
Ringspalts 28, über den die vom Laufrad 14 geförderte
Luft zur Austrittsdüse 27 des Ventilators 10 hin
strömt, ist geringfügig, d. h. um einige Prozente
kleiner als die radiale Ausdehnung der Radschaufeln 26,
durch deren Rotation der Förder-Luftstrom zustandekommt.
Hierbei ist vorausgesetzt, dass das den Motor 12 aufnehmende
Gehäuseteil 11/m und das das Laufrad 14 aufnehmende Gehäuseteil 11/g den
selben lichten Innendurchmesser haben. Des weiteren ist vorausgesetzt,
dass die radiale Ausdehnung der Radschaufel 26, die im
wesentlichen radial von den äußeren, ebenen Facettenflächen
der Facetten 22 der Radnabe 17 aufragen, d. h.
die "Höhe" h der Radschaufeln 22 um einige Prozent,
z. B. 3% bis 5% geringer ist als der radiale Abstand der Polygonecken 23 von
der zylindrischen Innenwand des die Nabe umgebenden Gehäuseteils 11/g.The diameter of the substantially circular cylindrical motor housing thus corresponds between opposite corners 23 the polygon hub 17 measured largest diameter of the same and the radial width of the annular gap surrounding the engine 28 over which the wheel 14 conveyed air to the outlet nozzle 27 of the fan 10 flows, is slightly, that is, by a few percent smaller than the radial extent of the paddles 26 , by the rotation of the conveying air flow comes about. It is assumed that this is the engine 12 receiving housing part 11 / m and that the impeller 14 receiving housing part 11 / g have the same clear inside diameter. Furthermore, it is assumed that the radial extent of the vane 26 which are substantially radially from the outer, flat facet surfaces of the facets 22 the wheel hub 17 rise, ie the "height" h of the paddles 22 by a few percent, z. B. 3% to 5% is less than the radial distance of the polygon corners 23 from the cylindrical inner wall of the housing part surrounding the hub 11 / g ,
Die
Radschaufeln 26 haben eine einem Tragflügel eines
Flugzeuges analoge Profilform, die an der einen Profilfläche
außenseitig im wesentlichen konvex gekrümmt ist
und an der gegenüberliegenden Schaufelaußenseite
zumindest teilweise konkav gewölbt ist, wobei die beiden
Profilflanken über eine mit kleinem Radius konvex gekrümmte
Profilnase 30 glatt an die teilweise konkav gekrümmte
Profilfläche anschließt und die beiden Profilflächen
an der der Profilnase 30 gegenüberliegenden Seite
unter Bildung einer Abströmkante 35 spitzwinklig
aneinander anschließen.The paddles 26 have an analogous to a wing of an aircraft tread shape, which is on the one side profile surface convexly curved on the outside and at least partially concave on the opposite blade outer side, wherein the two profile edges over a convexly curved with a small radius profile nose 30 smoothly adjoins the partially concave curved profile surface and the two profile surfaces on the profile nose 30 opposite side to form a trailing edge 35 connect at an acute angle to each other.
Die
Radschaufeln 26, zu deren mehr in Einzelheiten gehenden
Erläuterungen nunmehr auch auf die 2, 3a und 3b ergänzend
Bezug genommen sei, sind als Hohlkörper 29 ausgebildet, die
aus vorgefertigten Blechelementen 29/1 bis 29/4 gefügt
sind.The paddles 26 to whose more detailed explanations now also refers to the 2 . 3a and 3b additional reference is made as a hollow body 29 formed from prefabricated sheet metal elements 1.29 to 29.4 are joined.
Bei
dem Ausführungsbeispiel gemäß den 2 und 3a sind
die beiden großflächigen, von der jeweiligen Nabenfacette 22 senkrecht
oder nahezu senkrecht aufragenden Wandabschnitte der Laufradschaufel 26 durch
je ein großflächiges Wandelement 29/1 bzw. 29/2 gebildet,
wobei das eine anströmseitige Wandelement 29/1 die
konvex gekrümmte Profilflanke und das andere – druckseitige – Wandelement 29/2 die
konkav gekrümmte Profilflanke bildet.In the embodiment according to the 2 and 3a are the two large-scale, of the respective hub facet 22 vertical or nearly vertically rising wall sections of the impeller blade 26 by a large wall element 1.29 respectively. 2.29 formed, wherein the one upstream wall element 1.29 the convexly curved profile flank and the other - pressure-side - wall element 2.29 forms the concave curved profile edge.
Diese
beiden – großflächigen – Wandelemente 29/1 und 29/2,
die, gesehen in der Seitenansicht der 2, der Grundform
nach, trapezförmig ausgebildet sind, sind durch Schweißnähte 31/1 und 31/2 zu
einem dem lichten Querschnitt nach schmal-tropfenförmig
gestalteten Schaufelmantel gefügt, der an seiner radial
inneren, der Radnabe 17 zugewandten Seite mit einem – ebenen – Sockelblech 32 abgeschlossen
ist und an seiner radial äußeren Seite durch ein
Abdeckblech 33 abgeschlossen ist, das, wie der Darstellung
der 1a entnehmbar ist, sich innerhalb einer Zylindermantelfläche 34 erstreckt,
die mit der zentralen Achse 24 des Axialventilators 10 konzentrisch
ist und – konstruktiv – in einem möglichst
kleinen radialen Abstand von der inneren – zylindrischen – Mantelfläche
des Lufteintrittsbereichs 21 des Axialventilators 10 verläuft.These two - large-area - wall elements 1.29 and 2.29 which, seen in the side view of 2 , the basic shape, trapezoidal are formed by welds 1.31 and 2.31 to a clear cross-section narrow-drop-shaped shovel coat joined, at its radially inner, the wheel hub 17 facing side with a - level - base plate 32 is completed and on its radially outer side by a cover plate 33 that is how the presentation of the 1a is removable, within a cylinder surface 34 extends with the central axis 24 of the axial fan 10 is concentric and - constructively - in the smallest possible radial distance from the inner - cylindrical - lateral surface of the air inlet region 21 of the axial fan 10 runs.
Dieses äußere,
gekrümmte Abdeckblech 33 kann so ausgebildet sein,
dass es auf entsprechend gekrümmten, schmalen Endstirnflächen 36/1 und 36/2 der
großflächigen Wandelemente 29/1 und 29/2 aufliegt
und mit diesen verschweißt ist, z. B. durch Laserschweißen
oder durch Kondensator-Entladungsschweißen fest verbunden
ist oder – alternativ – so, dass das Abdeckelement 33 als
ein schiffchenförmiges Teil ausgebildet ist, das – innerhalb
des Hohlkörpers – in einem oberen Randbereich
an dessen Seitenwand-Elementen 29/1 und 29/2 anliegt und
mit einem schmalen Randstreifen auch an dessen Stirnrändern
abgestützt ist und mit diesen stoffschlüssig verbunden
ist.This outer, curved cover plate 33 can be designed so that it on correspondingly curved, narrow Endstirnflächen 36/1 and 36/2 the large-scale wall elements 1.29 and 2.29 rests and is welded to these, z. B. is firmly connected by laser welding or by capacitor discharge welding or - alternatively - so that the cover 33 is formed as a ship-shaped part, which - within the hollow body - in an upper edge region on the side wall elements 1.29 and 2.29 is applied and supported with a narrow edge strip at its end edges and is connected to these cohesively.
Das
"schiffchen"-förmige Abdeckelement 33, das gemäß der
Querschnittsdarstellung der 3b einen
einseitig offenen, im wesentlichen U-förmigen Querschnitt
hat, ist dadurch, dass es mit seinen parallelen Seitenschenkeln 37/1 und 37/2 an
den einander zugewandten, radial äußeren Randbereichen
der großflächigen Blechelemente 29/1 und 29/2 anliegt und
sich mit praktisch rechwinklig von den parallelen Schenkeln 36/1 und 36/2 jeweils
nach außen abstehenden Profilrändern 38/1 und 38/2,
deren Breite im wesentlichen der Dicke der großflächigen
Blechelemente entspricht, an deren äußeren Stirnrändern 36/1 und 36/2 abstützt,
als Montagehilfe für die jeweilige Radschaufel 26 nutzbar,
an der mit einfachen Mitteln eine lagerichtige Vorfixierung der
großflächigen Seitenwandbleche 29/1 und 29/2 möglich
ist.The "ship-shaped" cover element 33 , which according to the cross-sectional view of 3b has a unilaterally open, substantially U-shaped cross section is characterized in that it with its parallel side legs 37/1 and 37/2 at the mutually facing, radially outer edge regions of the large-area sheet metal elements 1.29 and 2.29 abuts and is at right angles from the parallel legs 36/1 and 36/2 each outwardly projecting profile edges 38/1 and 38/2 whose width substantially corresponds to the thickness of the large-area sheet metal elements, at the outer end edges 36/1 and 36/2 supported, as an assembly aid for the respective paddle 26 usable, at the simple means a correct position prefixing of the large-scale side wall panels 1.29 and 2.29 is possible.
Das
den insgesamt mit 29 bezeichneten Schaufelhohlkörper,
an dessen der Nabe 17 zugewandten Seite abschließende
Sockelblech, das an die in einer Ebene verlaufende, geschlossene,
"innere" schmale Endstirnfläche 36/3 des Schaufelmantels
angefügt, vorzugsweise angeschweißt ist, ist bei dem
Ausführungsbeispiel gemäß den 2 und 3a so
ausgebildet, dass seitlich von den einander gegenüberliegenden
großflächigen Blechelementen 29/1 und 29/2 über
die Grundfläche des Schaufelhohlkörpers 29 "weit"
hinaus ragende, zur Montage der Schaufel an der Nabe 17 vorgesehene Fuß-Bereiche 38/1 und 38/2 vorhanden
sind, mittels derer die Radschaufeln 26 standfähig
an der jeweiligen Facette 22 der Nabe 17 abstützbar
sind und insoweit ebenfalls als einfache Montagehilfen nutzbar sind.The total with 29 designated blade hollow body, on which the hub 17 facing side final base plate, which extends to the running in a plane, closed, "inner" narrow end face 36/3 the blade shroud is added, preferably welded, is in the embodiment according to the 2 and 3a designed so that laterally from the opposite large-area sheet metal elements 1.29 and 2.29 over the base of the blade hollow body 29 "far" protruding, for mounting the blade on the hub 17 provided foot areas 38/1 and 38/2 are present, by means of which the paddles 26 stable on the respective facet 22 the hub 17 can be supported and so far also be used as a simple assembly aids.
Diese
seitlichen Fußbereiche 38/1 und 38/2 können,
wie beispielsweise der 3b entnehmbar, kreisbogenförmige
Randkonturen gleicher Konturenradien haben, so dass sich die beiden
Fußbereiche 38/1 und 38/2, wie der Draufsichtsdarstellung
entnehmbar, insgesamt zu einer kreisrunden Platte ergänzen.These side foot areas 38/1 and 38/2 can, such as the 3b removable, circular-arc-shaped edge contours have the same contour radii, so that the two foot areas 38/1 and 38/2 as can be seen from the plan view, total to complete a circular plate.
Es
versteht sich, dass diese Fußbereiche 38/1 und 38/2 in
einer bezüglich einer zentralen radialen Achse 39 der
jeweiligen Radschaufel 26 symmetrischen Gestaltung auch
mit anderem Verlauf der Konturenränder 41/1 und 41/2,
wie in der 3a gestrichelt angedeutet, realisiert
sein können.It is understood that these foot areas 38/1 and 38/2 in a respect to a central radial axis 39 the respective paddle 26 symmetrical design also with a different course of the contour edges 41/1 and 41/2 , like in the 3a indicated by dashed lines, can be realized.
Des
weiteren sind die Radschaufeln 26 in typischen Ausführungen
wie folgt realisiert:
Die Konturen der verschiedenen Abständen
von der Sockelplatte 32 entsprechen den Querschnittsformen,
z. B. in den Schnittebenen 42/1, 42/2 und 42/3 sind
geometrisch ähnlich, jedoch variieren die Querschnittsflächen.Furthermore, the paddles 26 realized in typical versions as follows:
The contours of the different distances from the base plate 32 correspond to the cross-sectional shapes, z. B. in the cutting planes 42/1 . 42/2 and 42/3 are geometrically similar, but the cross-sectional areas vary.
Des
weiteren ist die Form der Radschaufeln 26 so gewählt,
dass die geometrischen Schwerpunkte der Querschnittsflächen,
unabhängig von deren jeweiligem Abstand von der Sockelplatte 32 auf
der zentralen Achse 39 der jeweiligen Radschaufel 26 liegen,
wobei diese Achse 39 senkrecht zur Facettenfläche 22 verläuft,
von der die Radschaufel aufragt.Furthermore, the shape of the paddles 26 chosen so that the geometric centers of gravity of the cross-sectional areas, regardless of their respective distance from the base plate 32 on the central axis 39 the respective paddle 26 lie, with this axis 39 perpendicular to the facet surface 22 runs, rises from the paddle.
Für
das zur Erläuterung gewählte Ausführungsbeispiel
gilt weiter, dass die Flächen der Profilquerschnitte mit
zunehmendem Abstand von der nabenseitigen Basis, die im gegebenen
Erläuterungsbeispiel durch die Sockelplatte 32 repräsentiert
ist, kleiner werden. Es versteht sich jedoch, dass auch Schaufelformen
möglich sind, bei denen die Schaufeln, gesehen in einer
der 2 vergleichbaren Ansicht, mit zunehmendem Abstand
von der Radnabe 17 breiter werden, zumindest auf einem
Abschnitt der radialen Ausdehnung der Radschaufeln.For the embodiment chosen for explanation further applies that the surfaces of the profile cross-sections with increasing distance from the hub-side base, in the given explanation example by the base plate 32 is represented, become smaller. It is understood, however, that also blade shapes are possible in which the blades, seen in one of 2 comparable view, with increasing distance from the wheel hub 17 become wider, at least on a portion of the radial extent of the vanes.
Des
weiteren sind die radial äußeren Bereiche der
Radschaufeln 26 gegenüber dem der Radnabe 17 nahen
Bereich, der unmittelbar an die Sockelplatte 32 anschließt,
verdreht, derart, dass die durch den Schwerpunkt des Querschnittsprofils
verlaufende Mittellinie 43, die sich von der Schweißnaht 31/1 im
Bereich der Profilnase 30 bis zu der Schweißnaht 31/2 im
Bereich der Abströmkante 35 der Radschaufel erstreckt,
mit der durch die zentralen Achsen 39 der Radschaufeln
aufgespannten Ebene 44, die von der zentralen Achse 24 und
des Axialventilators 10 senkrecht durchstoßen
wird, einen kleineren Winkel α/1 einschließt als
die Mittellinie 43 eines sockelnahen Profilquerschnitts,
wobei der diesbezügliche Unterschied einen typischen Wert
um 30° haben kann und der Anstellwinkel α/1, den
die Profilmittellinie im sockelfernen Bereich des Laufrades 26 mit
der Ebene 44 der zentralen Achsen 39 der Radschaufeln 26 einschließt,
Werte zwischen 15° und 35° annehmen kann.Furthermore, the radially outer portions of the vanes 26 opposite to the wheel hub 17 near area, directly to the base plate 32 connects, twisted, such that the running through the center of gravity of the cross-sectional profile center line 43 that differ from the weld 1.31 in the area of the profile nose 30 up to the weld 2.31 in the area of the trailing edge 35 the paddle extends, with the through the central axes 39 the paddles spanned plane 44 coming from the central axis 24 and the axial fan 10 is pierced vertically, a smaller angle α / 1 includes than the center line 43 a sockelnahen profile cross-section, the relevant Un difference may have a typical value of 30 ° and the angle of attack α / 1, the profile center line in the pedestal remote area of the impeller 26 with the plane 44 the central axes 39 the paddles 26 including values between 15 ° and 35 °.
Zur
Herstellung der Radschaufeln 26 mit der insoweit geschilderten,
vergleichsweise komplexen Form werden die die großflächigen
Wandteile 29/1 und 29/2 der Laufradschaufeln 26 bildenden
Blechelemente in einem Tiefziehverfahren hergestellt, das, nachdem
geeignete Formwerkzeuge erstellt sind, innerhalb sehr enger Toleranzen,
die ohne weiteres hingenommen werden können, Werkstücke
weitestgehend identischer Form und Qualität liefert.For the production of paddles 26 with the so far described, comparatively complex form become the large-scale wall parts 1.29 and 2.29 the impeller blades 26 forming sheet metal elements in a deep-drawing process, which, after suitable molds are created within very narrow tolerances that can be readily accepted, supplies workpieces of largely identical shape and quality.
Es
wird davon ausgegangen, dass bei Kenntnis des Einsatzzweckes die
Herstellung solcher Werkzeuge von einem diesbezüglichen
Fachmann ohne weiteres möglich ist und demgemäß die anwendungsspezifische
Durchführung des Verfahrens nicht eigens erläuterungsbedürftig
ist.It
It is assumed that the knowledge of the purpose of the
Making such tools from a related one
Professional is readily possible and accordingly the application-specific
Implementation of the procedure does not require special explanation
is.
Hingewiesen
sei jedoch ausdrücklich auf die Vorgehensweise, für
beide Blechelemente, die zur Bildung der großflächigen
Hohlkörper-Wandteile 29/1 und 29/2 herzustellen
sind, einen einzigen Vorformling herzustellen, aus dem durch eine
Trennung, die z. B. entlang einer geradlinig geführten
Schnittlinie erfolgt, die beiden großflächigen
Wandteile 29/1 und 29/2 gewonnen werden können.However, reference is expressly made to the procedure, for both sheet metal elements, the formation of large-scale hollow body wall parts 1.29 and 2.29 are to produce a single preform, from which by a separation, the z. B. along a straight-line cutting line, the two large wall parts 1.29 and 2.29 can be won.
Im
Falle einer derartigen Gestaltung des Tiefziehprozesses, dass die
beiden großflächigen Wandteile 29/1 und 29/2 aus
einem einzigen Vorformling hergestellt werden sollen, wird dieser
zweckmäßigerweise so gestaltet, dass die einzeln
den beiden Wandteilen zugeordneten Vorformlings-Bereiche über
ein Zwischenstück zusammenhängen, das gleichsam
an eine Materialreserve für einen Ausgleich von Schnittfehlern
geeignet ist, derart, dass bei einer fehlerhaften Führung
des Schnittes nicht die beiden Wandteilen 29/1 und 29/2 zugeordneten
Rohlings-Bereiche verworfen werden müssen.In the case of such a design of the deep-drawing process that the two large-wall parts 1.29 and 2.29 be made from a single preform, this is suitably designed so that the individually associated with the two wall parts preform areas are related via an intermediate piece, which is as appropriate to a material reserve for a compensation of cutting errors, such that at a faulty leadership of Do not cut the two wall parts 1.29 and 2.29 allocated blank areas must be discarded.
Andererseits
empfiehlt es sich bei einem werkzeuggestützten Tiefziehverfahren,
bei dem eine Mehrzahl miteinander zu verbindender Wandteile in einem
einzigen Tiefzieh-Vorgang hergestellt werden können, diese
in der Art eines Puzzle-Spiels innerhalb des gemeinsamen Vorformlings
so anzuordnen, dass die Verlaufslinie eines Schnittes auch eine Trennlinie
zwischen zwei Wandelementen ist, d. h. für die Trenn-Schnittbereiche
so viel Materialüberschuss vorzugeben, dass die nach Durchführung
der Schnittvorgänge verbleibenden Rohling-Bereiche ihre
Sollkontur haben, mit der sie zu einem komplexeren Hohlkörper,
z. B. durch Schweißen oder Löten, zusammenfügbar
sind.on the other hand
it is recommended in a tool-based deep drawing process,
in which a plurality of wall parts to be joined together in one
single deep-drawing process can be made, this
in the style of a puzzle game within the common preform
to arrange so that the history line of a cut also a dividing line
between two wall elements, d. H. for the separating cutting areas
to pretend so much material surplus that after performing
the cutting operations remaining blank areas their
Desired contour, with which they become a more complex hollow body,
z. B. by welding or soldering, together
are.
Unter
den genannten Gesichtspunkten einer rationellen Herstellung wird
sowohl das Trennen der einzelnen Wandbereichen zugeordneten Vorformlinge
eines in einem einzigen Schritt erzielten Rohlings als auch das
Zusammenfügen der genannten Elemente zu einem komplexeren
Formkörper mittels eines Laser-Schneidverfahrens, einerseits,
und auch mittels eines Laser-Schweißverfahrens, andererseits,
durchgeführt. Dies ist zweckmäßig, da
ein Laser-Schneideerfahren eine rasche Durchführung des Separationsvorganges
bei gleichwohl guter Schnittqualität führt, und
ein Fügen mittels eines Laser-Schweißvorganges
zu festen Materialverbindungen bei gleichwohl "optisch" glatter
Gestaltung der Fügebereiche ermöglicht, mit der
Folge, dass Nachbearbeitungsvorgänge des Fügebereiches
praktisch nicht erforderlich sind.Under
the above-mentioned aspects of a rational production
both the separation of the individual wall areas associated preforms
a blank achieved in a single step as well as the
Joining these elements to a more complex one
Shaped body by means of a laser cutting process, on the one hand,
and also by means of a laser welding process, on the other hand,
carried out. This is useful because
a laser cutting process a rapid implementation of the separation process
with nevertheless good cut quality leads, and
a joining by means of a laser welding process
to solid material compounds at the same time "visually" smoother
Design of the joining areas allows, with the
Result that post-processing operations of the joining area
are practically not necessary.
Zur
Herstellung eines, allgemein ausgedrückt, in Richtung einer
zentralen Längsachse nur relativ wenig ausgedehnten, der
Grundform nach geschlossen-mantelförmig ausgebildeten Profilhohlkörpers
kann auch die Anwendung eines Innen-Hochdruck-Umformverfahrens (IHU-Verfahren)
geeignet sein.to
Producing one, in general terms, towards one
central longitudinal axis only relatively little extended, the
Basic shape after closed-shell-shaped profile hollow body
can also be the application of an internal high-pressure forming process (hydroforming process)
be suitable.
In
dem speziellen Anwendungsfall der Herstellung den 1 bis 3b entnehmbarer
Ventilator-Radschaufeln kann dann von einem kegelstumpfförmigen
Vorformling ausgegangen werden kann, der mit einer Anschlussarmatur
versehen wird, über die der für ein Fließen
des Materials und Anpassung desselben an die Konturen einer Außenform
erforderliche hohe Druck in den Vorformling einkoppelbar ist.In the specific application of the production 1 to 3b Removable fan blades can then be assumed by a frusto-conical preform, which is provided with a connection fitting, via which the high pressure necessary for a flow of the material and adaptation to the contours of an outer mold in the preform is coupled.
Zur
Vorfertigung eines solchermaßen geeigneten, geschlossenen
Mantelbereiches eines für die Anwendung des IHU-Verfahrens
geeigneten Hohlkörpers kann von einem Sektorbereich einer – nicht dargestellten – Ringscheibe
ausgegangen werden, der sich beispielsweise über den Winkelbereich
von 270° erstreckt und entlang geradliniger Endstirnkanten
zu einem geschlossenen Kegelstumpf-Mantel verschweißbar
ist, der, unter geeigneter Anpassung, auch mit Armaturen zur Beaufschlagung
mit dem erforderlichen hohen Innendruck kombinierbar ist.to
Prefabrication of such a suitable, closed
Mantelbereiches one for the application of the hydroforming process
suitable hollow body can from a sector region of an - not shown - ring disk
can be assumed, for example, over the angular range
of 270 ° and along rectilinear end faces
weldable to a closed truncated cone jacket
is, under suitable adaptation, also with valves for charging
can be combined with the required high internal pressure.
Es
wird davon ausgegangen, dass der Hinweis auf eine bedarfsgerechte
Anwendung des Innen-Hochdruck-Umformverfahrens bei der Herstellung
von Radschaufeln erfindungsgemäßer Ventilator-Laufräder
genügt und auf Einzelheiten zur Herstellung des angesprochenen
Gegenstandes geeigneter Modifikationen des angesprochenen Innen-Hochdruck-Umformverfahrens
nicht eigens eingegangen zu werden braucht, sondern diese dem einschlägig
ausgebildeten Fachmann als Fachwissen zu Gebote stehend vorausgesetzt
werden können.It
It is assumed that the reference to a needs-based
Application of the internal high-pressure forming process during production
of paddles inventive fan impellers
is sufficient and to details for the preparation of the mentioned
Subject of suitable modifications of the mentioned internal high-pressure forming process
does not need to be specifically addressed, but this relevant
trained expert as subject knowledge to bid provided
can be.
Damit
je nach der Form der Radschaufeln 26 sowie der Drehzahl
des Antriebsmotors 12 des jeweils betrachteten Axialventilators 10 dessen
Laufrad 14 mit einem unter den vorgegebenen Bedingungen
optimierten Wirkungsgrad arbeitet, bedarf es einer Fixierung der
Radschaufeln 16 in einer hierfür günstigsten
Orientierung bezüglich der durch ihre zentralen Achsen 39 aufgespannten
Ebene 44, auf der die zentrale Achse 24 des Axialventilators 10 senkrecht
steht.So depending on the shape of the paddles 26 and the speed of the drive motor 12 of each considered axial fan 10 its impeller 14 works with an optimized under the given conditions efficiency, it requires a fixation of the paddles 16 in a favorable orientation with respect to the through their central axes 39 spanned level 44 on which the central axis 24 of the axial fan 10 is vertical.
Zu
diesem Zweck – der Einstellbarkeit der Orientierung und
Fixierung der Radschaufeln 26 in der justierten Position – sind
die Radschaufeln 26 an der ihren Schaufelhohlkörpern 29 gegenüber
liegenden Seite ihrer Sockelbleche 32 mit senkrecht von diesen
abstehenden Gewindebolzen 49/1 und 49/2 versehen,
die bezüglich der zentralen Radschaufelachse 39 einander
gegenüberliegend und in gleichen Abständen von
derselben angeordnet sind; entsprechend sind an den – ebenen – Facetten 22 bezüglich einer
senkrecht auf der jeweiligen Facettenfläche stehenden,
zentralen Achse 39/f koaxial kreisbogenförmig
berandete Langlöcher 51/1 und 51/2 vorgesehen,
durch die die beiden Gewindebolzen 49/1 und 49/2 der
jeweiligen Radschaufeln 26 hindurchtreten können.For this purpose - adjustability of orientation and fixation of paddles 26 in the adjusted position - are the paddles 26 at the shovel hollow bodies 29 opposite side of their base plates 32 with vertically projecting from these threaded bolts 49/1 and 49/2 provided with respect to the central Radschaufelachse 39 are arranged opposite each other and at equal distances from the same; Correspondingly, facets are at the - level 22 with respect to a central axis perpendicular to the respective facet face 39 / f coaxially circular arcuate long slots 51/1 and 51/2 provided by the two threaded bolts 49/1 and 49/2 the respective vanes 26 can pass through.
Zur
lagerichtigen Montage wird die jeweilige Radschaufel 26 mit
koaxialer Anordnung ihrer zentralen Längsachse 39 mit
der Zentralachse 39/f der jeweiligen Facette 22 in
der vorgesehenen Orientierung eingesetzt, die innerhalb eines Variationsbereiches,
durch die azimutale Ausdehnung der Langlöcher 51/1 und 51/2 in
Verbindung mit dem Durchmesser des jeweiligen Gewindebolzens 49/1 bzw. 49/2 bestimmt
ist.For correct installation is the respective paddle 26 with coaxial arrangement of its central longitudinal axis 39 with the central axis 39 / f the respective facet 22 used in the intended orientation, within a range of variation, by the azimuthal extent of the slots 51/1 and 51/2 in conjunction with the diameter of the respective threaded bolt 49/1 respectively. 49/2 is determined.
Der
Durchmesser der Gewindebolzen 49/1 und 49/2 entspricht,
abgesehen von einem geringfügigen, zur Drehbarkeit der
jeweiligen Radschaufel 26 erforderlichen kleinen Mindermaß,
der lichten Weite der Langlöcher 51/1 und 51/2,
die durch den radialen Abstand der äußeren bogenförmigen
Langlochbegrenzung 52/a vom jeweils inneren, bogenförmigen Rand 52/i des
jeweiligen Langloches 51/1 bzw. 51/2 bestimmt
istThe diameter of the threaded bolt 49/1 and 49/2 corresponds, apart from a minor, to the rotation of the respective paddle 26 required small minor measures, the clear width of the slots 51/1 and 51/2 due to the radial distance of the outer arcuate slot limit 52 / a from each inner, arcuate edge 52 / i the respective slot 51/1 respectively. 51/2 is determined
Die
Anordnung der Langlöcher 51/1 und 51/2 an
der Facette 22 und die Anordnung der Gewindebolzen 49/1 und 49/2 an
der der Radnabe 17 zugewandten "Unter"-Seite des Sockelbleches 32 der
jeweiligen Radschaufel 26 sind derart aneinander angepasst,
dass der Vorrat der Orientierungen der Radschaufeln, in denen ein
Betrieb des Laufrades mit günstigem Wirkungs grad möglich
ist, innerhalb des möglichen Drehbereiches der Schaufeln 26 liegt,
der durch den formschlüssigen Eingriff der Gewindebolzen 49/1 und 49/2 mit
den Langlöchern 51/1 und 51/2 vorgegeben
ist.The arrangement of the oblong holes 51/1 and 51/2 on the facet 22 and the arrangement of the threaded bolts 49/1 and 49/2 at the wheel hub 17 facing "bottom" side of the base plate 32 the respective paddle 26 are adapted to each other so that the supply of orientations of the vanes, in which an operation of the impeller with a favorable degree of effect is possible, within the possible range of rotation of the blades 26 lies, by the positive engagement of the threaded bolt 49/1 and 49/2 with the oblong holes 51/1 and 51/2 is predetermined.
Zur
Fixierung der Schaufeln 26 in ihren günstigsten
Orientierungen dienen Gewindemuttern 53/1 und 53/2,
die auf aus den Langlöchern 51/1 und 51/2 herausragende
Endabschnitte der Gewindebolzen 49/1 und 49/2 der
jeweiligen Radschaufel 26 aufschraubbar sind und sich im
"angezogenen" – fixierenden – Zustand an der Innenseite
der Nabenfacette 22 abstützen, wodurch eine kraftschlüssige
Sicherung der Schaufeln gegen ein Verdrehen aus ihrer eingestellten
Orientierung erreicht wird.For fixing the blades 26 Threaded nuts are used in their most favorable orientations 53/1 and 53/2 getting out of the slots 51/1 and 51/2 outstanding end sections of the threaded bolt 49/1 and 49/2 the respective paddle 26 can be screwed on and in the "tightened" - fixing - condition on the inside of the hub facet 22 support, whereby a frictional securing of the blades is achieved against rotation from their set orientation.
Bei
dem zur Erläuterung gewählten Ausführungsbeispiel
gemäß den 4a, 4b,
und 4c ist zur zusätzlichen Verankerung der
Radschaufel 26 in deren zentralem Bereich ein mit der zentralen
Achse 39 der Radschaufel 26 koaxialer Gewindebolzen 54 vorgesehen,
der eine Verlängerung eines zur Zentrierung der Radschaufel
in einer zentralen kreisrunden Ausnehmung 56 der Facette
dienenden Endabschnitts 57/e eines schematisch angedeuteten
zentralen Rohres 57 bildet und durch Eingriff mit einer
weiteren "zentralen" Gewindemutter 58, die, wie auch die
beiden weiteren Ankermuttern 53/1 und 53/2 an
der Innenfläche 22/i der jeweiligen Facette 22 abstützbar
ist, an der Facette 23 verankerbar ist wobei auch in deren
zentralem Bereich eine mindestens kraftschlüssige Fixierung
der Radschaufel 26 erzielt ist.In the embodiment chosen for explanation according to the 4a . 4b , and 4c is for additional anchoring of the paddle 26 in its central area one with the central axis 39 the paddle wheel 26 coaxial threaded bolt 54 provided, an extension of a centering of the paddle in a central circular recess 56 the facet end section 57 / e a schematically indicated central tube 57 forms and by engagement with another "central" threaded nut 58 , like the two other anchor nuts 53/1 and 53/2 on the inner surface 22 / i the respective facet 22 is supportable, on the facet 23 can be anchored while also in the central region of an at least non-positive fixation of the paddle 26 achieved.
Die
Gewindemuttern 53/1 und 53/2 und/oder die Gewindemutter 58 sind
zweckmäßigerweise an einem Zwischenring und dieser
erst an der Innenseite der Facette 22 abgestützt.
Als diesbezügliche Zwischenringe eignen sich insbesondere
Tellerfedern, die, auf Block gespannt, d. h. in einer ebenen Konfiguration
sowohl an der Facette als auch an der dieser zugewandten Seite der
jeweiligen Spannmutter 53/1 oder 53/2 und/oder 58 anliegend,
eine Stützkraft definierten Betrages entfalten, dem auch
ein im wesentlichen kon stanter Betrag der Fixierungskraft entspricht,
die zumindest für ein begrenztes Wartungszeit-Intervall
garantiert zur Verfügung steht.The threaded nuts 53/1 and 53/2 and / or the threaded nut 58 are expediently on an intermediate ring and this only on the inside of the facet 22 supported. In particular cup springs, which are stretched on block, ie in a planar configuration both on the facet and on the side facing the respective clamping nut are suitable as this intermediate rings 53/1 or 53/2 and or 58 fitting, unfold a support force defined amount, which also corresponds to a substantially constant amount of constant fixing force, which is guaranteed at least for a limited maintenance time interval available.
Bei
dem in der 5, auf deren Einzelheiten nunmehr
verwiesen sei, dargestellten Ausführungsbeispiel, dessen
prinzipieller Aufbau demjenigen gemäß den 4a bis 4c entspricht,
ist das Sockelblech 32 der jeweiligen Radschaufel 26 als
kreisrunde Scheibe ausgebildet, die koaxial mit der zentralen Achse 39 des
Laufschaufelhohlkörpers 29 und des zentralen Endabschnitts 57/e angeordnet
ist, der im montierten Zustand durch eine zentrale Bohrung 59 der
zugeordneten Nabenfacette 22 hindurch tritt und mittels
der Ankermutter 58 analog zum Ausführungsbeispiel
gemäß den 4a bis 4c mit
definierter Ankerkraft festlegbar ist.In the in the 5 , to the details of which reference is now made, illustrated embodiment, the basic structure of which according to the 4a to 4c corresponds, is the base plate 32 the respective paddle 26 formed as a circular disc coaxial with the central axis 39 of the blade hollow body 29 and the central end portion 57 / e is arranged, in the assembled state through a central bore 59 the assigned hub facet 22 passes through and by the anchor nut 58 analogous to the embodiment according to the 4a to 4c can be defined with a defined anchor force.
Die
Durchgangsbohrung 59 der Facette 22 ist in dem
durch die Facetten 22 gebildeten Nabenkörper gegenüber
dessen der Radschaufel 26 zugewandten oberen Begrenzungsfläche 61 vertieft
angeordnet, wobei der in Richtung der zentralen Längsachse 39 gemessene
Abstand d einer die zentrale Bohrung 59, durch die der
Gewinde-Endabschnitt 57/e der Radschaufel 26 hindurch
steckbar ist, berandenden Ringfläche 62 von der
oberen Begrenzungsfläche 61 der Facette etwa der
Hälfte der Gesamtdicke D der Facette 22 des Nabenkörpers
entspricht.The through hole 59 the facet 22 is in that through the facets 22 formed hub body opposite to the paddle 26 Trains turned upper boundary surface 61 recessed, taking in the direction of the central longitudinal axis 39 measured distance d of a central bore 59 through which the threaded end section 57 / e the paddle wheel 26 is pluggable through, ringing annular surface 62 from the upper boundary surface 61 the facet about half of the total thickness D of the facet 22 corresponds to the hub body.
Zwischen
der Ringfläche 62 und der äußeren Begrenzungsfläche 61 der
Facette 22 vermittelt eine schmal-zylindermantelförmige
"axiale" Stufenfläche 63, deren Durchmesser, abgesehen
von einem kleinen Übermaß, gleich dem Durchmesser
des kreisrunden Sockelbleches 32 der Radschaufel 26 ist,
so dass dieses bei Bedarf innerhalb der insgesamt mit 64 bezeichneten
kreisrunden Vertiefung der Facette 22 leichtgängig
drehbar ist. In diese Vertiefung 64 ist zur Festlegung
der Orientierung, mit der die Radschaufel in der Vertiefung fixierbar
ist, eine Ringscheibe 66 einsetzbar, deren äußerer
Durchmesser dem Durchmesser der Sockelplatte 32 der Laufradschaufel 26 entspricht,
deren Dicke 6 jedoch signifikant geringer ist als die "Tiefe"
d der Vertiefung 64.Between the ring surface 62 and the outer boundary surface 61 the facet 22 conveys a narrow cylindrical shell-shaped "axial" step surface 63 , whose diameter, apart from a small oversize, equal to the diameter of the circular base plate 32 the paddle wheel 26 so if needed within the overall with this 64 designated circular depression of the facet 22 is easily rotatable. In this depression 64 is to determine the orientation with which the paddle is fixable in the recess, an annular disc 66 can be used, the outer diameter of the diameter of the base plate 32 the impeller blade 26 corresponds to their thickness 6 however, is significantly less than the "depth" d of the well 64 ,
Die
Ringscheibe 66 ist mit einer zentralen Bohrung 59/2 versehen,
deren Durchmesser dem Durchmesser der Bohrung 59 des Facettenkörpers 22 entspricht.
Durch Eingriff eines zapfenförmigen Anschlagelements 67 das
innerhalb der Vertiefung 64 von deren Ringfläche 62 aufragt
mit einer Bohrung 68 entsprechenden Durchmessers der Ringscheibe 66 ist
die Ringscheibe 66 innerhalb der Vertiefung 64 der
Facette 22 formschlüssig gegen ein Verdrehen um
die zentrale Achse 39 gesichert.The ring disk 66 is with a central hole 59/2 provided whose diameter is the diameter of the bore 59 of the facet body 22 equivalent. By engagement of a pin-shaped stop element 67 that within the recess 64 from the ring surface 62 stands up with a hole 68 corresponding diameter of the annular disc 66 is the ring disk 66 within the recess 64 the facet 22 positive locking against rotation about the central axis 39 secured.
Durch
Eingriff eines von der der Radschaufel 26 abgewandten Seite
der Sockelplatte 32 parallel zu deren zentraler Achse 39 abstehenden,
zu der Ringscheibe 66 hin gerichteten Anschlagzapfens 69 mit einer
Bohrung 70 gleichen Durchmessers der Ringscheibe ist die
Radschaufel 26, nachdem sie in die Vertiefung 64 der
Facette 22 mit eingesetzt ist, ebenfalls formschlüssig
gegen ein Verdrehen gesichert. Durch Anziehen der Gewindemutter 58 bis
in unmittelbare Anlage mit der unteren Begrenzungsfläche der
Facette 22 ist somit die Radschaufel 26 kraft-formschlüssig
in definierter Orientierung bezüglich der durch die Radschaufelachsen 39 aufgespannten
Ebene am Nabenkörper verankerbar.By engaging one of the paddles 26 opposite side of the base plate 32 parallel to its central axis 39 protruding, to the annular disk 66 directed stop pin 69 with a hole 70 same diameter of the annular disc is the paddle 26 after getting into the recess 64 the facet 22 is inserted with, also positively secured against rotation. By tightening the threaded nut 58 until in immediate contact with the lower boundary surface of the facet 22 is thus the paddle 26 positively positive in a defined orientation with respect to the by the Radschaufelachsen 39 clamped plane anchored to the hub body.
Die
Orientierung, in der die Radschaufel 26 zu fixieren ist,
ist durch Wahl des Winkelabstandes, den die Bohrungen 68 und 70 der
Ringscheibe 66 voneinander haben, vorgebbar und dadurch
die optimale Orientierung der Laufradschaufel 26 einstellbar.The orientation in which the paddle wheel 26 is to fix by selecting the angular distance that the holes 68 and 70 the annular disc 66 from each other, can be specified and thus the optimal orientation of the impeller blade 26 adjustable.
Beim
Ausführungsbeispiel gemäß 5 ist eine
versenkte Anordnung der Laufradschaufel dahingehend möglich,
dass die obere Begrenzungsfläche 71 der Sockelplatte 32,
einerseits, und die obere Begrenzungsfläche 61 der
Facette 22, andererseits, koplanar sind.According to the embodiment 5 a recessed arrangement of the impeller blade is possible in that the upper boundary surface 71 the base plate 32 , on the one hand, and the upper boundary surface 61 the facet 22 , on the other hand, are coplanar.
In
der durch die 6a und 6b veranschaulichten
Gestaltung von Laufradschaufeln 26 ist der Schaufel-Hohlkörper 29 mit
stabilitätsfördernden Einbauten 72/1, 72/2 und 72/3 versehen,
die auch bei Verwendung relativ dünner Bleche zur Realisierung der
großflächigen Wandteile 29/1 und 29/2 den
Radschaufeln 26 eine für den Betrieb hinreichende
Festigkeit vermitteln.In the by the 6a and 6b illustrated design of impeller blades 26 is the bucket hollow body 29 with stability-enhancing internals 72/1 . 72/2 and 72/3 provided, even when using relatively thin sheets for the realization of large-scale wall parts 1.29 and 2.29 the paddles 26 provide adequate strength for operation.
Diese
Einbauten 72/1,/2,/3 sind in der Form von Spanten realisiert,
die qualitativ die den 6c bis 6e entnehmbaren
Gestaltungen haben können. Diese – beim dargestellten
Erläuterungsbeispiel drei – Spanten sind in diskreten
Abständen voneinander zwischen dem äußeren – flach
gewölbten – Abdeckblech 33 und dem – ebenen – Sockelblech 32 angeordnet,
derart, dass der Abstand des äußersten Spants 72/1 von
dem Abdeckblech 33 und von dem benachbarten Spant 72/2 sowie
der Abstand zwischen diesem Spant 72/2 und dem dem Sockelblech 32 benachbarten
Spant 72/3 sowie dessen Abstand vom Sockelblech 32 jeweils
die selben Beträge haben.These fittings 72/1 , / 2, / 3 are realized in the form of frames, which qualitatively the 6c to 6e can have removable designs. These - in the illustrated illustrative example three - frames are at discrete distances from each other between the outer - flat curved - cover plate 33 and the - level - base plate 32 arranged such that the distance of the outermost Spants 72/1 from the cover plate 33 and from the adjacent frame 72/2 as well as the distance between this frame 72/2 and the base plate 32 adjacent frame 72/3 as well as its distance from the base plate 32 each have the same amounts.
Die
Spanten 72/1, 72/2 und 72/3 haben jeweils
eine an die innere "tropfenförmige" Querschnittsform des
Schaufel-Hohlkörpers 29 angepassten Konturenform,
deren Dimensionen entsprechend der Schaufel-Verjüngung
von innen nach außen abnehmen. Sie sind, wie den schematischen
Darstellungen der 6a und 6b entnehmbar,
auf Ring-Stufen 73/1, 73/2 und 73/3 einer
die Spanten 72/1, 72/2 und 72/3 entlang
der Zentralachse 39 durchquerenden, gestuften Säule 74 abgestützt,
die fest mit dem Sockelblech 32 verbunden ist und mit ihrem
freien, radial äußeren Ende 74/4 durch
eine Öffnung 76 des äußeren
Abdeckbleches der jeweiligen Laufradschaufel hindurchtritt und solchermaßen
außenseitig zentriert ist.The frames 72/1 . 72/2 and 72/3 each have one to the inner "drop-shaped" cross-sectional shape of the blade hollow body 29 adapted contour shape whose dimensions decrease according to the blade taper from the inside out. They are, like the schematic representations of 6a and 6b removable, on ring steps 73/1 . 73/2 and 73/3 one the ribs 72/1 . 72/2 and 72/3 along the central axis 39 traversing, stepped column 74 supported, firmly with the base plate 32 is connected and with its free, radially outer end 74/4 through an opening 76 the outer shroud of the respective impeller blade passes and is thus externally centered.
Zum
Einsetzen der Spanten 72/1, 72/2 und 72/3 in
den Schaufel-Hohlkörper, soweit dieser durch die beiden
großflächigen Wandteile 29/1 und 29/2 sowie
durch das Abdeckblech 33 gebildet ist, wird eine das Sockelblech 32,
die zentrale Säule 74 sowie die Spanten 72/1, 72/2 und 72/3 umfassende,
vormontierte Einheit von der Sockelseite her in den Hohlkörper 29,
erforderli chenfalls unter Verdrehen gegenüber diesem, hineingeschoben
und abschließend an dem Schaufel-Hohlkörper 29 befestigt,
z. B. durch Anschweißen der Sockelplatte an den Hohlkörpermantel
sowie des kurzen freien Endabschnitts des oberen Säulensegments 74/4 an
dem äußeren Abdeckblech 33, das sich
zwischen den Seitenwandteilen 29/1 und 29/2 erstreckt.For inserting the frames 72/1 . 72/2 and 72/3 in the blade-hollow body, as far as this by the two large-wall parts 1.29 and 2.29 as well as through the cover plate 33 is formed, one is the base plate 32 , the central pillar 74 as well as the frames 72/1 . 72/2 and 72/3 comprehensive, preassembled unit from the base side into the hollow body 29 , if necessary, twisting with respect to this, pushed in and finally on the blade hollow body 29 attached, z. B. by welding the base plate to the hollow body shell and the short free end portion of the upper column segment 74/4 on the outer cover plate 33 that is located between the sidewall parts 1.29 and 2.29 extends.
In
spezieller Gestaltung der Laufradschaufeln 26, wie anhand
der 6a und 6b erläutert, ist
das Einführen der Spanten 72/1, 72/2 sowie 72/3 in
den Schaufelhohlkörper 29 dadurch erleichtert, dass
der äußere Spant 72/1 und der mittlere
Spant 79/2 auf den Ringstufen 73/1 und 73/2 der
gestuften Säule 74 gleitend, d. h. frei drehbar
um die zentrale Achse 39 gelagert sind, sodass sie sich
bei einer axialen Einschubbewegung in den Hohlkörper 29 hinein die
erforderliche Orientierung drehen können.In special design of the impeller blades 26 as based on the 6a and 6b is explained, is the insertion of the frames 72/1 . 72/2 such as 72/3 in the blade hollow body 29 facilitated by the fact that the outer frame 72/1 and the middle frame 79/2 on the ring steps 73/1 and 73/2 the stepped column 74 sliding, ie freely rotatable about the central axis 39 are stored, so that they are in an axial insertion movement into the hollow body 29 can turn into the required orientation.
Die
beiden drehbaren Spanten 72/1 und 72/2 und auch
der der Sockelplatte 32 nächstgelegene Spant 72/3 sind
gegenüber den lichten Querschnittsdimensionen des Schaufel-Hohlkörpers 29 mit
einem "kleinen" Übermass realisiert, das auf diese lichten Querschnittsdimensionen
dahingehend abgestimmt ist, dass die Spanten 72/1, 72/2 und 72/3 beim
Einführen in den Hohlkörper unter elastischer
Verformung eine flach gewölbte Konfiguration annehmen, und,
unter Vorspannung stehend, sich an die Seitenwandteile 29/1 und 29/2 des
Schaufelhohlkörpers 29 anlegen.The two rotatable frames 72/1 and 72/2 and also the base plate 32 nearest bulkhead 72/3 are opposite to the clear cross-sectional dimensions of the blade hollow body 29 realized with a "small" excess, which is adapted to these clear cross-sectional dimensions to the effect that the frames 72/1 . 72/2 and 72/3 upon insertion into the hollow body under elastic deformation assume a flat-arched configuration and, biased, contact the side wall portions 1.29 and 2.29 of the blade hollow body 29 invest.
Für
die Spanten 72/1 bis 72/3 ist – stillschweigend – vorausgesetzt,
dass sie als Blechteile ausgebildet sind, die in einem Laser-Schneideerfahren
oder in einem Feinschneid-Verfahren aus flachen Blechtafeln oder
"direkt" vom Coil ausgeschnitten werden.For the frames 72/1 to 72/3 is - implied - provided that they are formed as sheet metal parts that are cut out of flat sheet or "directly" from the coil in a laser cutting process or a fine blanking process.
Die
solchermaßen geschaffenen Spanten-Rohlinge sind so gestaltet,
dass sie in einer Vorbearbeitungsstufe in die für das Einsetzen
in den Schaufelhohlkörper 29 geeignete Form gebogen werden,
die darin besteht, von den Rändern der Spanten-Grundkörper
"nach innen", d. h. zum Sockelblech 32 hin zurückgebogene
Randabschnitte 77 vorhanden sind, die beim Einführen
der Spanten in den Hohlkörper 29 zentrierend wirken
und hierbei auch eine elastische Verformung "nach innen" erfahren,
die zu der Vorspannung führt, die für eine sichere Fixierung
der Spanten in ihrer Soll-Position geeignet ist.The frame blanks created in this way are designed in such a way that they can be inserted in the pre-machining stage for insertion into the blade hollow body 29 be bent from the edges of the frame base body "inwards", ie to the base plate 32 towards bent-back edge sections 77 are present when inserting the frames in the hollow body 29 act centering and in this case also experience an elastic deformation "inward", which leads to the bias, which is suitable for secure fixation of the frames in their desired position.
Die
Spanten haben großflächige, im Ausgangszustand
ebene Grundkörper 78/1, 78/2 und 78/3 (6c, 6d und 6e),
die in ihrem in den jeweiligen Hohlkörper 29 eingesetzten
Zustand, den ihrer Anordnung entsprechenden lichten Querschnittsbereich
größtenteils überdecken, wobei sie mit
ihren Längsrändern 79/1 und 79/2 mindestens abschnittsweise
an den Innenflächen der großflächigen
Hohlkörper-Begrenzungswände 29/1 und 29/2 anliegen.The frames have large, in the initial state flat body 78/1 . 78/2 and 78/3 ( 6c . 6d and 6e ), which in their in the respective hollow body 29 inserted state, the arrangement of their corresponding clear cross-sectional area largely overlap, with their longitudinal edges 79/1 and 79/2 at least in sections on the inner surfaces of the large hollow body boundary walls 1.29 and 2.29 issue.
Soweit
diese Längsränder geradlinig verlaufen, wie z.
B. im Falle des Spants 72/1 gemäß 6c der
Längsrand 79/2 des Grundkörpers 78/1 kann
sich der zentrierende Randabschnitt 77 über die
gesamte Länge dieses Grundkörpers 78/1 erstrecken.As far as these longitudinal edges are straight, such. B. in the case of Spants 72/1 according to 6c the longitudinal edge 79/2 of the basic body 78/1 can the centering edge section 77 over the entire length of this body 78/1 extend.
Verlaufen
jedoch die Längsränder 79/1 und 79/2 der
Spanten-Grundkörper 78/2 bzw. 78/3 der Spanten 72/2 und 72/3 gemäß den 6d und 6e konvex
oder konkav gekrümmt, so sind die zur Zentrierung und Anlage
mit den Hohlkörperwänden dienenden Randabschnitte 77 tappen-
oder fahnenförmig gestaltet und erstrecken sich jeweils
nur über kurze Längenabschnitte, die als "abschnittsweise"
geradlinig verlaufend angesehen werden können.However, the longitudinal edges run 79/1 and 79/2 the frame basic body 78/2 respectively. 78/3 the ribs 72/2 and 72/3 according to the 6d and 6e curved convex or concave, so are the centering and conditioning with the hollow body walls serving edge portions 77 tappen- or flag-shaped and extend only over short lengths, which can be considered as "sections" straight running.
Die
Spanten 72/1 und 72/2 gemäß den 6c und 6d sind
dahingehend ausgebildet, dass sie sowohl an der der Profilnase der
Radschaufel 26 zugewandten Seite als auch an der der Abströmkante
zugewandten Seite in einem Abstand von der Profilnase bzw. der Abströmkante
enden, jedoch den überwiegenden Teil des sich zwischen
der Profilnase und der Abströmkante der jeweiligen Radschaufel
erstreckenden lichten Querschnittsbereiches überspannen.The frames 72/1 and 72/2 according to the 6c and 6d are designed to fit both the profile nose of the paddle 26 facing side and at the edge facing the outflow end at a distance from the profile nose or the trailing edge, but span the majority of the extending between the profile nose and the trailing edge of the respective paddle clear cross-sectional area.
Hierbei
kann es zweckmäßig sein, wenn die Längskanten 79/1 und 79/2 mit
glatter Krümmung ineinander übergehen, wie in
den 6d und 6e veranschaulicht,
um beim Einführen der Spanten 72/2 bzw. 72/3 ein
Verhaken derselben mit dem Schaufel-Hohlkörper 29 weitgehend
auszuschließen.It may be expedient if the longitudinal edges 79/1 and 79/2 with smooth curvature merge into each other, as in the 6d and 6e illustrated when inserting the frames 72/2 respectively. 72/3 a hooking of the same with the blade hollow body 29 largely excluded.
Im
Unterschied zu den Spanten 72/1 und 72/2 gemäß den 6c und 6d hat
der Spant 72/3 gemäß 6e in
seinem der Profilnase – der Anströmseite der jeweiligen
Radschaufel – zugewandten Abschnitt ein Übermaß,
derart dass sich beim Einführen des Spants in den Schaufelhohlkörper 29 eine
konvexe Krümmung im Bereich der Profilnase ergibt, wobei
der der Profilnase benachbarte zungenförmige Abschnitt 81 mit
der Zungen-"Spitze" unmittelbar an der Innenseite der Profilnase
des Hohlkörpers 29 anliegt.In contrast to the frames 72/1 and 72/2 according to the 6c and 6d has the frame 72/3 according to 6e in his the profile nose - the upstream side of the respective air vane - facing portion an oversize, so that when inserting the Spants in the blade hollow body 29 a convex curvature results in the profile nose, wherein the profile nose adjacent tongue-shaped portion 81 with the tongue "tip" directly on the inside of the profile nose of the hollow body 29 is applied.
An
der der Abströmkante zugewandten Seite endet der Grundkörper 78/3 in
einem Abstand von der Innenseite der Abströmkante, wobei
der diesbezügliche Endabschnitt 82 ebenfalls einen
gekrümmten Verlauf haben kann, analog zu der gegenüberliegenden
zungenförmigen Abschnitt 81, der an der Innenseite
der Profilnase des Hohlkörpers anliegt.At the downstream edge side of the base body ends 78/3 at a distance from the inside of the trailing edge, the related end portion 82 can also have a curved course, analogous to the opposite tongue-shaped section 81 , which bears against the inside of the profile nose of the hollow body.
Eine
die Stabilität der Gesamtanordnung und die Sicherheit der
Fixierung der Spanten innerhalb des Schaufelhohlkörpers 29 fördernde
Vorspannung kann auch dadurch erzielt werden, dass die Spanten-Vorformlinge
zwischen ihren Längskanten 79/1 und 79/2 gemäß den
in der Einbauhöhe gemessenen lichten Abständen
der großflächigen Begrenzungswände 29/1 und 29/2 ein
kleines Übermass haben, so dass sich in der eingebauten
Position die zum Flügelende hingerichtete flache konvexe
Wölbung der Spanten ergibt, die z. B. durch die Abstützung
an der gestuften Säule 74 stabilisiert wird.A the stability of the overall arrangement and the security of the fixation of the frames within the blade hollow body 29 promoting bias can also be achieved by placing the frame preforms between their longitudinal edges 79/1 and 79/2 in accordance with the clear distances of the large-scale boundary walls measured in the installation height 1.29 and 2.29 have a small excess, so that in the installed position the flat convex curvature of the wing Spans results, the z. B. by the support on the stepped column 74 is stabilized.
Alternativ
zu einer kraft-formschlüssigen Fixierung der Spanten 72/1, 72/2 sowie 72/3 innerhalb des
Schaufelhohlkörpers 29 ist auch eine stoffschlüssige
Fixierung, z. B. durch Kleben möglich. Zu diesem Zweck
sind an den Randabschnitten 77 der Spanten 72/1, 72/2 und 72/3 als
kreisrunde Vertiefungen 83 dargestellte Aufnahmetaschen
für bei erhöhter Temperatur verflüssigbaren
Klebstoff vorgesehen, der nach dem Einsetzen der Spanten durch Anblasen der
Schaufel mit Heißluft verflüssigt wird und im
Spalt zwischen den Randabschnitten und den Hohlköperwänden
derenstoffschlüssige Verbindung vermittelt.Alternatively to a force-positive fixation of the frames 72/1 . 72/2 such as 72/3 within the blade hollow body 29 is also a cohesive fixation, z. B. possible by gluing. For this purpose are at the edge sections 77 the ribs 72/1 . 72/2 and 72/3 as circular depressions 83 shown receiving pockets for liquefiable at elevated temperature adhesive is provided, which is liquefied after insertion of the frames by blowing the blade with hot air and mediates in the gap between the edge portions and the Hohlköperwänden intrinsic connection.
Bei
stoffschlüssiger Fixierung der Spanten innerhalb des Hohlkörpers
kann auf eine zentrale Säule 74 verzichtet werden.
Zum Einführen der Spanten in den Innenraum des Schaufelhohlkörpers 29 kann
in diesem Fall eine z. B. als U-förmiger Bügel ausgebildete
Montagehilfe verwendet werden, deren freie Schenkelenden durch Öffnungen 84/1 und 84/2 (6d)
eines Spants hindurchsteckbar sind, der auf Ringschultern dieser
Schenkelenden abstützbar ist, wobei diese Montagehilfe
nach der Vorfixierung des Spants im Innenraum der Schaufel wieder
ohne weiteres abziehbar ist.In cohesive fixation of the frames within the hollow body can on a central column 74 be waived. For introducing the ribs into the interior of the blade hollow body 29 can in this case a z. B. used as a U-shaped bracket mounting aid can be used, the free leg ends through openings 84/1 and 84/2 ( 6d ) of a clip can be pushed through, which can be supported on ring shoulders of these leg ends, said mounting aid after the prefixing of the frame in the interior of the blade is readily removable again.
Laufradschaufeln 26 mit
stabilisierenden Einbauten, wie anhand der 6a bis 6c beispielhaft
erläutert, können mit vergleichsweise geringem
Gewicht bei gleichwohl hoher Stabilität realisiert werden.impeller blades 26 with stabilizing internals, as based on the 6a to 6c exemplified, can be realized with comparatively low weight while still high stability.
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