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DE102024202469A1 - Blades for the impeller of a fan, impeller as well as axial fan, diagonal fan or radial fan - Google Patents

Blades for the impeller of a fan, impeller as well as axial fan, diagonal fan or radial fan

Info

Publication number
DE102024202469A1
DE102024202469A1 DE102024202469.4A DE102024202469A DE102024202469A1 DE 102024202469 A1 DE102024202469 A1 DE 102024202469A1 DE 102024202469 A DE102024202469 A DE 102024202469A DE 102024202469 A1 DE102024202469 A1 DE 102024202469A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fan
trailing edge
wing
impeller
recesses
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102024202469.4A
Other languages
German (de)
Inventor
Frieder Lörcher
Tobias Maurer
Daniel Seifried
Matthias Göller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ziehl Abegg SE
Original Assignee
Ziehl Abegg SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ziehl Abegg SE filed Critical Ziehl Abegg SE
Priority to DE102024202469.4A priority Critical patent/DE102024202469A1/en
Priority to PCT/DE2025/100202 priority patent/WO2025190449A1/en
Publication of DE102024202469A1 publication Critical patent/DE102024202469A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/28Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/281Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps for fans or blowers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04D29/384Blades characterised by form
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
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    • F05D2240/20Rotors
    • F05D2240/30Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
    • F05D2240/304Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor related to the trailing edge of a rotor blade

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Abstract

Flügel (2) für das Laufrad (1) eines Ventilators, insbesondere eines Axialventilators, Diagonalventilators oder Radialventilators, mit einer dreidimensional gekrümmten Hinterkante (7), wobei über den Verlauf der Hinterkante (7) in Spannweitenrichtung (8) mehrere zackenförmige Aussparungen (12) vorgesehen sind, wobei zwischen mindestens zwei benachbarten zackenförmigen Aussparungen (12) ein im Wesentlichen gerade verlaufender Bereich der Hinterkante (7) ausgebildet ist. Blade (2) for the impeller (1) of a fan, in particular an axial fan, diagonal fan or radial fan, with a three-dimensionally curved trailing edge (7), wherein a plurality of tooth-shaped recesses (12) are provided over the course of the trailing edge (7) in the spanwise direction (8), wherein a substantially straight region of the trailing edge (7) is formed between at least two adjacent tooth-shaped recesses (12).

Description

Die Erfindung betrifft einen Flügel für das Laufrad eines Ventilators, insbesondere eines Axialventilators, Diagonalventilators oder Radialventilators.The invention relates to a blade for the impeller of a fan, in particular an axial fan, diagonal fan or radial fan.

Des Weiteren betrifft die Erfindung ein mit entsprechenden Flügeln ausgestattetes Laufrad sowie einen Axialventilator oder Diagonalventilator oder Radialventilator, jeweils mit einem Laufrad, welches mit entsprechenden Flügeln ausgestattet ist.Furthermore, the invention relates to an impeller equipped with corresponding blades as well as to an axial fan or diagonal fan or radial fan, each with an impeller which is equipped with corresponding blades.

Die Bereitstellung von Ventiltoren mit geringen Lärmemissionen unter Erreichung bestimmter geforderter Luftleistungen (Volumenstrom und Druckerhöhung) ist für Hersteller von Ventiltoren von grundlegendem Interesse. Insbesondere sollen auch bei Ventiltoren, welche in ein System eingebaut sind, die Lärmemissionen niedrig sein.Providing valves with low noise emissions while meeting certain required air performance (flow rate and pressure increase) is of fundamental interest to valve manufacturers. In particular, noise emissions should be low even for valves that are integrated into a system.

Aus dem Dokument EP 1 338 793 A2 ist eine Flügelstruktur einer Windturbine bekannt, die eine ausreichende Festigkeit für Belastungen und eine erhöhte Haltbarkeit aufweisen soll. Der Flügel kann zu einem dünneren Flügelprofil geformt werden, wodurch die Leistung des Blattes verbessert, ein höherer Wirkungsgrad der Windturbine erreicht und der durch die Kärmänsche Wirbelstraße verursachte Lärm reduziert werden soll. Das hintere Endelement am hinteren Ende des Hauptflügelkörpers weist eine Verzahnung im Hinterkantenbereich des Flügels auf. Die Verzahnung ist in Form einer Dreiecks-, Trapez- oder Sägezahnverzahnung ausgebildet.From the document EP 1 338 793 A2 A wind turbine blade structure is known that is designed to provide sufficient strength for loads and increased durability. The blade can be shaped into a thinner airfoil, which is intended to improve blade performance, achieve higher wind turbine efficiency, and reduce the noise caused by the Kärmän vortex street. The rear end element at the rear end of the main blade body has a toothing in the trailing edge area of the blade. The toothing is designed in the form of triangular, trapezoidal, or sawtooth teeth.

Die EP 2 003 340 B1 beschreibt einen Mehrschaufellüfter, der mit einer Vielzahl von Kerben in einer Schaufelkante an einer Außenseite jeder Laufradschaufel versehen ist. Es ist ferner ein Vorsprung beschrieben, der entlang einer Dickenrichtung der Laufradschaufel in einem hinteren Abschnitt jeder Kerbe hervorsteht, und in eine Druckfläche der Laufradschaufel gesetzt werden kann, die den Luftdruck auf der Grundlage der Rotation des Mehrschaufellüfters aufnimmt.The EP 2 003 340 B1 describes a multi-blade fan provided with a plurality of notches in a blade edge on an outer side of each impeller blade. Further, a protrusion is described that protrudes along a thickness direction of the impeller blade at a rear portion of each notch and can be inserted into a pressure surface of the impeller blade, which receives the air pressure based on the rotation of the multi-blade fan.

Die Auslegeschrift DE 25 29 541 offenbart ein Axialgebläse mit einer Mehrzahl von Rotorflügeln mit Unregelmäßigkeiten zur Geräuschminderung an den Austrittskanten der Flügel, wobei die Unregelmäßigkeiten eine Mehrzahl von längs der Austrittskanten aus allen Flügeln ausgenommenen Kerben sind, die in jedem Flügel längs der Austrittskante einen Kamm bilden.The explication DE 25 29 541 discloses an axial fan having a plurality of rotor blades with noise reduction irregularities at the trailing edges of the blades, the irregularities being a plurality of notches cut out of all the blades along the trailing edges, which notches form a ridge in each blade along the trailing edge.

Weitere Flügel sind aus den Druckschriften JP 4918650 B2 , EP 2 280 175 B1 , EP 2 407 671 B1 , CN 102162464 A , EP 2 280 176 B1 , JP 4208020 B2 , JP 6379788 B2 , JP 5747888 B2 , JP 5575288 B2 , CN 106640752 A , WO 2015/193654 A1 und EP 1 795 755 A4 bekannt.Further wings are from the printed publications JP 4918650 B2 , EP 2 280 175 B1 , EP 2 407 671 B1 , CN 102162464 A , EP 2 280 176 B1 , JP 4208020 B2 , JP 6379788 B2 , JP 5747888 B2 , JP 5575288 B2 , CN 106640752 A , WO 2015/193654 A1 and EP 1 795 755 A4 known.

Bekannte gezackte Hinterkanten der Flügel sind zwar vorteilhaft in Bezug auf eine verringerte Lärmerzeugung am Ventilatorflügel, allerdings ist ein gezacktes Profil häufig aufwändig in der Konstruktion und Fertigung. Zudem besteht Verletzungsgefahr beim Umgang, beim Transport und bei der Montage der gezackten Flügel und der damit ausgerüsteten Ventilatoren. Des Weiteren können einzelne Zacken bereits durch vergleichsweise leichte Stöße abbrechen, was zu Unwuchten, Performanceeinbußen und zu einer minderwertigen Optik der Ventilatoren führen kann.While the well-known serrated trailing edges of fan blades are advantageous in terms of reducing noise generation, a serrated profile is often complex to design and manufacture. Furthermore, there is a risk of injury during handling, transport, and assembly of the serrated blades and the fans equipped with them. Furthermore, individual serrations can break off even with relatively minor impacts, which can lead to imbalance, performance losses, and a poor-quality appearance of the fans.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Flügel für das Laufrad eines Ventilators, insbesondere eines Axialventilators, Diagonalventilators oder Radialventilators derart auszugestalten und weiterzubilden, dass im Betrieb eines solchen Ventilators die Akustik verbessert ist, insbesondere die Lärmemissionen reduziert sind. Zudem soll der Flügel einfach zu konstruieren und zu fertigen sein, Stoßbelastungen besser standhalten können und die Verletzungsgefahr soll minimiert werden. Der Flügel soll eine hochwertige Optik aufweisen.The present invention is based on the object of designing and developing blades for the impeller of a fan, in particular an axial fan, diagonal fan, or radial fan, in such a way that the acoustics are improved during operation of such a fan, in particular, noise emissions are reduced. Furthermore, the blade should be simple to design and manufacture, better able to withstand shock loads, and minimize the risk of injury. The blade should have a high-quality appearance.

Die voranstehende Aufgabe ist in Bezug auf den erfindungsgemäßen Flügel durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Danach hat der Flügel eine dreidimensional gewundene bzw. gekrümmte Hinterkante, wobei über den Verlauf der Hinterkante in Spannweitenrichtung mehrere zackenförmige Aussparungen vorgesehen sind. Zwischen mindestens zwei benachbarten zackenförmigen Aussparungen ist ein im Wesentlichen gerade verlaufender Bereich der Hinterkante ausgebildet.The above object is achieved with respect to the wing according to the invention by the features of claim 1. According to this, the wing has a three-dimensionally wound or curved trailing edge, wherein a plurality of serrated recesses are provided along the spanwise direction of the trailing edge. A substantially straight region of the trailing edge is formed between at least two adjacent serrated recesses.

Es ist erkannt worden, dass durch die Merkmale des Anspruchs 1 eine Verbesserung der Akustik durch Reduzierung des Hinterkantenschalls erreicht wird. Bei dreidimensional gekrümmten bzw. gewundenen Hinterkanten von Radial- und Axialventilatoren wird ausgehend von einem Basisflügel eine „negative“ Zackung realisiert, d.h. konstruktiv eine Aussparung einer bestimmten Zackengeometrie. Mit anderen Worten ist ein negatives Zackenprofil aus der Hinterkante ausgenommen. Die im Wesentlichen gerade verlaufenden Bereiche der Hinterkante verlaufen dabei nicht in Form einer idealen Geraden, sondern entsprechen lokal im Wesentlichen dem gegebenenfalls minimal gekrümmt gedachten Verlauf der Hinterkante ohne zackenförmige Aussparungen. Der im Wesentlichen gerade verlaufende Bereich der Hinterkante ist also so zu verstehen, dass dieser Bereich auch geringfügig gekrümmt sein kann, insbesondere dann, wenn der gedachte Verlauf der Hinterkante ohne zackenförmige Aussparungen zwar lokal im Wesentlichen gerade verläuft, insgesamt jedoch leicht gekrümmt sein kann.It has been recognized that the features of claim 1 achieve an improvement in acoustics by reducing trailing edge noise. In three-dimensionally curved or twisted trailing edges of radial and axial fans, a "negative" serration is realized starting from a base blade, i.e., a structural recess of a specific serration geometry. In other words, a negative serration profile is removed from the trailing edge. The essentially straight regions of the trailing edge do not run in the form of an ideal straight line, but locally correspond essentially to the possibly minimally curved imaginary course of the trailing edge without serrated cutouts. The essentially straight region of the trailing edge is therefore to be understood in such a way that this region can also be slightly curved, in particular if the imaginary course of the trailing edge without serrated cutouts Although the path is essentially straight locally, it can be slightly curved overall.

Dieses besondere Hinterkantenprofil ist bionisch von der Flügelstruktur von Vögeln inspiriert und verbessert nicht nur die akustischen Eigenschaften, sondern hat auch einen hohen Wiedererkennungswert.This special trailing edge profile is bionic inspired by the wing structure of birds and not only improves the acoustic properties but also has a high recognition value.

Mithin ist ein Flügel für das Laufrad eines Ventilators, insbesondere eines Axialventilators, Diagonalventilators oder Radialventilators angegeben, dessen Akustik im Betrieb verbessert ist. Zudem ist der Flügel einfach zu konstruieren und zu fertigen und kann Stoßbelastungen besser standhalten. Die Verletzungsgefahr ist minimiert worden und der Flügel weist eine hochwertige Optik auf.This blade is designed for the impeller of a fan, particularly an axial fan, diagonal fan, or radial fan, with improved acoustics during operation. Furthermore, the blade is easy to design and manufacture and can better withstand shock loads. The risk of injury is minimized, and the blade exhibits a high-quality appearance.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung des Flügels sind jeweils zwischen den benachbarten zackenförmigen Aussparungen im Wesentlichen gerade oder minimal gekrümmt verlaufende Bereiche der Hinterkante ausgebildet, und nicht nur zwischen mindestens zwei benachbarten zackenförmigen Aussparungen. Auf diese Weise kann die gesamte Hinterkante das beschriebene vorteilhafte Profil aufweisen.According to an advantageous development of the wing, essentially straight or minimally curved regions of the trailing edge are formed between the adjacent serrated recesses, and not just between at least two adjacent serrated recesses. In this way, the entire trailing edge can have the advantageous profile described.

Vorzugsweise können nur in einem Abschnitt der Hinterkante zackenförmige Aussparungen ausgebildet sein, so dass der Abschnitt je nach Anwendungsfall in Bezug auf eine besonders vorteilhafte Akustik Konstruktion, Fertigung, Handhabbarkeit, Verletzungsreduktion und/oder Optik geschickt wählbar ist.Preferably, only a portion of the rear edge can have serrated recesses formed therein, so that the portion can be cleverly selected depending on the application in terms of particularly advantageous acoustic design, manufacturing, handling, injury reduction and/or appearance.

Im Hinblick auf eine besonders vorteilhafte Geometrie kann eine Länge des im Wesentlichen gerade oder minimal gekrümmt verlaufenden Bereichs in Spannweitenrichtung mindestens der Hälfte einer mittleren Breite der anliegenden zackenförmigen Aussparungen entsprechen. Die Länge des im Wesentlichen gerade verlaufenden Bereichs entspricht dabei im Wesentlichen dem Abstand (d) zwischen zwei benachbarten zackenförmigen Aussparungen. Vorzugsweise kann die Länge für mindestens 75% aller Paare direkt benachbarter zackenförmiger Aussparungen einer Hinterkante. Mindestens so groß sein, wie die mittlere Breite der anliegenen zackenförmigen Aussparungen.With regard to a particularly advantageous geometry, a length of the essentially straight or minimally curved region in the spanwise direction can correspond to at least half of the average width of the adjacent serrated recesses. The length of the essentially straight region essentially corresponds to the distance (d) between two adjacent serrated recesses. Preferably, the length can be at least as large as the average width of the adjacent serrated recesses for at least 75% of all pairs of directly adjacent serrated recesses of a trailing edge.

Vorzugsweise können die zackenförmigen Aussparungen hin zum Flügelzentrum in einem spitzen Winkel zulaufen, vorzugsweise in einem Winkel zwischen 10° und 35° und besonders bevorzugt über 15°.Preferably, the tooth-shaped recesses can taper towards the wing center at an acute angle, preferably at an angle between 10° and 35° and particularly preferably over 15°.

Das durch die zackenförmigen Aussparungen gebildete „negative Zackenprofil“ ist dabei spitzwinklig hin zum Flügelzentrum auslaufend. Der Winkel bzw. Innenwinkel γ kann dabei vorzugsweise in den beschriebenen Bereichen liegen und somit ein großen Tiefen-zu-Breitenverhältnis t/b von t / b > 1,5,  vorzugsweiset t / b > 2 aufweisen. Der Abstand d der ausgestanzten Zacken - also mit anderen Worten der verbleibende Abschnitt der ursprünglichen Hinterkante kann dabei vergleichsweise groß gewählt werden, sodass mehr als die Hälfte der ursprünglichen gekrümmten/gewundenen, aber glatten Hinterkante bestehen bleibt. Somit ergibt sich ein Abstand d der zackenförmigen Aussparungen, der größer ist als deren Breite b. Dabei gilt d > b ,  vorzugsweise d > 1,25  b . The "negative serration profile" formed by the serrated recesses tapers at an acute angle towards the wing center. The angle or interior angle γ can preferably lie within the described ranges and thus achieve a large depth-to-width ratio t/b of t / b > 1,5,  vorzugsweiset t / b > 2 The distance d of the punched-out prongs—in other words, the remaining section of the original trailing edge—can be chosen to be comparatively large, so that more than half of the original curved/twisted, but smooth trailing edge remains. This results in a distance d of the prong-shaped recesses that is greater than their width b. d > b ,  vorzugsweise d > 1,25  b .

Der Abstand d der zackenförmigen Aussparungen kann vorzugsweise zudem in der Größenordnung der Tiefe t liegen, wobei 0,7  t < d < 1,5  t . The distance d of the tooth-shaped recesses can preferably also be in the order of magnitude of the depth t, where 0,7  t < d < 1,5  t .

Der Abstand d zweier negativer Zacken (Aussparungen bzw. Ausstanzungen) ist ohne eventuelle geringfügige Abrundungen oder Anfasungen am hinterkantenseitigen Ende der Zacken bestimmbar. Das eigentliche (materielle) Teil - der Flügel - weist dadurch keine spitzen und hervorstehenden Teile und keine schwach an den Flügel angebundenen Teile auf, die bei der Handhabung Probleme bereiten oder gar zu Verletzungen des Personals führen können. Der durch periodische Wirbelablösungen erzeugte Hinterkantenschall kann durch die Aussparungen/Ausstanzungen zuverlässig und in erheblichem Maße reduziert werden. Da die Aussparungen/Ausstanzungen an sich für einen Flügel über den Verlauf der Hinterkante in Spannweitenrichtung ähnliche oder sogar stets im Wesentlichen dieselbe Geometrie aufweisen, ist das Profil durch Musterung in CAD-Modellen oder durch wiederholte Anwendung des virtuellen Ausstanzungsprozesses entlang der Hinterkante einfach konstruierbar. Werden im Fertigungsverfahren die zackenförmigen Aussparungen von einem zackenlosen Halbzeug ausgehend ausgestanzt oder ausgeschnitten, beispielsweise mit Lasertechnologie, sind nur eine vergleichsweise geringe Anzahl von Ausstanzungen vorzunehmen und es ergibt sich ein vergleichsweise kleiner Beschnittsweg.The distance d between two negative serrations (cutouts or punched-outs) can be determined without any minor rounding or chamfering at the trailing edge end of the serrations. The actual (material) part – the wing – thus has no pointed or protruding parts, nor any parts weakly attached to the wing that could cause handling problems or even lead to personnel injuries. The trailing edge noise generated by periodic vortex shedding can be reliably and significantly reduced by the cutouts/punched-outs. Since the cutouts/punched-outs themselves have a similar or even essentially the same geometry across the trailing edge of a wing, the profile can be easily constructed by patterning in CAD models or by repeatedly applying the virtual punching process along the trailing edge. If the serrated recesses are punched or cut out from a serrated semi-finished product during the manufacturing process, for example using laser technology, only a comparatively small number of punchings are required and the trimming path is comparatively short.

Im Hinblick auf eine besonders vorteilhafte Fertigung und Betriebsfestigkeit können die die zackenförmigen Aussparungen an ihrem Zackengrund verrundet sein.With a view to particularly advantageous manufacturing and operational strength, the tooth-shaped recesses can be rounded at their tooth base.

Im Hinblick auf eine besonders vorteilhafte Handhabung und Verletzungssicherheit können die die zackenförmigen Aussparungen an ihren Übergängen zu den ursprünglichen, überwiegend geraden oder geringfügig gekrümmten Bereichen der Hinterkante und/oder zur Saug- oder Druckseite des Flügels hin in vorteilhafter Weise verrundet sein.With regard to particularly advantageous handling and injury safety, the jagged recesses at their transitions to the original, predominantly straight or slightly curved areas of the trailing edge and/or towards the suction or pressure side of the wing can be advantageously rounded.

Der Flügel kann aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sein, beispielsweise aus Blech. Im Rahmen einer solchen Ausgestaltung ist es von Vorteil, wenn zumindest der Hinterkantenbereich lackiert oder pulverbeschichtet ist, nämlich im Bereich der zackenförmigen Aussparungen.The wing can be made of various materials, such as sheet metal. In such a design, it is advantageous if at least the trailing edge area is painted or powder-coated, specifically in the area of the serrated recesses.

Der Flügel kann im Rahmen einer besonders einfachen Konstruktion/Ausgestaltung aus Kunststoff spritzgusstechnisch oder aus Aluminium druckgusstechnisch hergestellt sein.The wing can be manufactured from plastic by injection molding or from aluminum by die casting within the scope of a particularly simple construction/design.

Handelt es sich bei dem Flügel um ein Blechteil, wird dieses vorzugsweise stanztechnisch oder durch Laserschneiden und anschließendes Prägen sowie Fügen/Verscheißen, Ineinanderstecken, etc. zu einem Laufrad komplettiert, welches dann in einem Axialventilator, Diagonalventilator oder Radialventilator Anwendung findet. Die Laufräder sind entsprechend dem Bedarf konstruiert und gefertigt, wobei sich die Flügel bei dem Laufrad für einen Axialventilator von einer Nabe nach außen zu einem freien Ende hin erstrecken.If the blade is a sheet metal part, it is preferably completed by stamping or laser cutting, followed by embossing, joining/welding, interlocking, etc., to form an impeller, which is then used in an axial fan, diagonal fan, or radial fan. The impellers are designed and manufactured according to requirements, with the blades of an axial fan extending from a hub outward to a free end.

Im Falle der Verwendung bei einem Radialventilator erstrecken sich die Flügel zwischen einem Nabenring und einem Deckring und sind fest mit dem Nabenring und dem Deckring verbunden. In Bezug auf die Ausgestaltung der Hinterkante gelten zu den zuvor gekannten Ventilatortypen die gleichen Ausführungen, zumal es grundsätzlich um die Reduzierung der Schallemission, insbesondere um die Reduzierung des Hinterkantenschalls geht, durch Maßnahmen, die sich auf die Hinterkante beziehen.When used in a radial fan, the blades extend between a hub ring and a shroud and are firmly connected to the hub ring and shroud. Regarding the trailing edge design, the same considerations apply to the previously discussed fan types, especially since the primary goal is to reduce noise emissions, particularly trailing edge noise, through measures related to the trailing edge.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Anspruch 1 nachgeordneten Ansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigen

  • 1 in ebener Draufsicht ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Flügels,
  • 2 eine Detailansicht des Flügels aus 1 im Bereich der Hinterkante,
  • 3 in perspektivischer Ansicht, von der Abströmseite aus gesehen, ein Laufrad radialer Bauart mit entsprechenden Flügeln,
  • 4 eine Detailansicht des Laufrads aus 3 im Bereich des Übergangs von Flügelhinterkante zu Deckring,
  • 5 in perspektivischer Ansicht, von der Abströmseite aus gesehen, eine anderer Ausführungsform eines Laufrads radialer Bauart mit entsprechenden Flügeln,
  • 6 eine Detailansicht der 5 im Bereich des Übergangs von Flügelhinterkante zu Deckring,
  • 7 in perspektivischer Ansicht, von der Abströmseite ausgesehen, ein Laufrad axialer Bauart mit entsprechenden Flügeln und
  • 8 eine Detailansicht der 7 im Bereich eines Abschnitts einer Flügelhinterkante.
There are now various possibilities for advantageously embodying and developing the teaching of the present invention. For this purpose, reference is made, on the one hand, to the claims subordinate to claim 1 and, on the other hand, to the following explanation of preferred embodiments of the invention with reference to the drawing. In conjunction with the explanation of the preferred embodiments of the invention with reference to the drawing, generally preferred embodiments and developments of the teaching are also explained. The drawing shows:
  • 1 in plan view an embodiment of a wing according to the invention,
  • 2 a detailed view of the wing 1 in the area of the trailing edge,
  • 3 in perspective view, seen from the downstream side, a radial impeller with corresponding blades,
  • 4 a detailed view of the wheel 3 in the area of the transition from the trailing edge of the wing to the cover ring,
  • 5 in perspective view, seen from the downstream side, another embodiment of a radial impeller with corresponding vanes,
  • 6 a detailed view of the 5 in the area of the transition from the trailing edge of the wing to the cover ring,
  • 7 in perspective view, seen from the downstream side, an impeller of axial design with corresponding blades and
  • 8 a detailed view of the 7 in the area of a section of a wing trailing edge.

1 zeigt einen Flügelrohling 2b als ebenen Blechbeschnitt eines Flügels 2 eines Radialventilators. Der Flügel 2 weist eine Hinterkante 7 mit zackenförmigen Aussparungen auf. 1 shows a blade blank 2b as a flat sheet metal cutout of a blade 2 of a radial fan. The blade 2 has a trailing edge 7 with serrated recesses.

Der Flügelrohling 2b ist ein Flügelzuschnitt für einen Blechflügel. Der Flügelrohling 2b ist also ein Blechbeschnitt vor dem Prägen des Flügels 2. Der Flügelrohling 2b weist gegenüber von der Abströmkante bzw. Hinterkante 7 auch eine Zuströmkante bzw. Vorderkante 6 auf. Durch einen Prägevorgang oder ein ähnliches Fertigungsverfahren kann dann aus diesem ebenen Zuschnitt bzw. aus dem Flügelrohling 2b der fertige Flügel 2 hergestellt werden. Der Flügel 2 ist nach dem Prägevorgang vorteilhaft dreidimensional gewölbt/gekrümmt/gewunden. Der Flügel weist insbesondere einen dreidimensional gekrümmten bzw. gewundenen Verlauf der Hinterkante 7 auf. Auch die Vorderkante 6 kann in ihrem Verlauf dreidimensional gekrümmt bzw. gewunden sein. Vorzugsweise ist der Flügel 2 dabei in sich nicht gewellt. Vorderkante 6 und Hinterkante 7 erstrecken sich in Spannweitenrichtung 8von einem nabenseitigen Flügelende 9 zu einem deckringseitigen Flügelende 13a oder, sofern kein Deckring ausgeführt wird, freien Flügelende 13b. Als Spannweite S wird dabei die maximale Erstreckung des Flügels 2 bzw. seines Zuschnitts 2b in Spannweitenrichtung 8 bezeichnet.The wing blank 2b is a wing blank for a sheet metal wing. The wing blank 2b is therefore a sheet metal cut before the wing 2 is stamped. The wing blank 2b also has a leading edge 6 opposite the trailing edge 7. Through a stamping process or a similar manufacturing method, the finished wing 2 can then be produced from this flat blank or from the wing blank 2b. After the stamping process, the wing 2 is advantageously three-dimensionally curved/bent/twisted. In particular, the trailing edge 7 of the wing has a three-dimensionally curved or twisted profile. The leading edge 6 can also be three-dimensionally curved or twisted. Preferably, the wing 2 is not inherently corrugated. Leading edge 6 and trailing edge 7 extend in the span direction 8 from a hub-side wing end 9 to a cover ring-side wing end 13a or, if no cover ring is provided, to the free wing end 13b. Span S is the maximum extension of the wing 2 or its section 2b in the span direction 8.

Die gezackte Gestaltung der Flügelhinterkante 7 ist bei dem ebenen Zuschnitt des Flügelrohlings 2b gut erkennbar. Die ausgenommenen Zacken bzw. die zackenförmige Aussparungen 12 sind in 1 deutlich zu sehen. Die ausgenommenen Zacken bzw. die zackenförmigen Aussparungen 12 sind als Ausnehmungen in der Hinterkante 7 des ansonsten ungezackten Flügels ausgeführt. Die zackenförmigen Aussparungen 12 sind zwar filigran in ihrer Erstreckung entlang der Flügelhinterkante 7, dennoch ist eine vergleichsweise geringe Anzahl an zackenförmigen Aussparungen 12 voneinander beabstandet ausgebildet, wobei dennoch die Funktion der Hinterkantenschallreduktion erreicht wird.The serrated design of the trailing edge 7 of the wing is clearly visible in the flat cut of the wing blank 2b. The removed prongs or the serrated recesses 12 are in 1 clearly visible. The recessed teeth or the tooth-shaped recesses 12 are designed as recesses in the trailing edge 7 of the otherwise unserrated wing. Although the tooth-shaped recesses 12 are delicate in their extension along the wing's trailing edge 7, a comparatively small number of tooth-shaped recesses 12 are separated from each other. designed at a distance, while still achieving the function of trailing edge noise reduction.

Zusätzlich weist der Flügelrohling 2b eine Welligkeit an der Vorderkante 6 auf. Dies ist als vorteilhaft für niedrige Schallwerte anzusehen, insbesondere in Kombination mit der gezackt ausgeführten Hinterkante 7. Die Welligkeit an der Vorderkante 6 des Flügels 2 ist charakterisiert durch ihre Wellenlänge λW. Die Wellenlänge λW ist deutlich größer, mindestens um einen Faktor 4, als die in 2 deutlich dargestellte Breite b der zackenförmigen Aussparungen 12.In addition, the wing blank 2b has a waviness on the leading edge 6. This is considered advantageous for low sound levels, especially in combination with the serrated trailing edge 7. The waviness on the leading edge 6 of the wing 2 is characterized by its wavelength λ W . The wavelength λ W is significantly larger, at least by a factor of 4, than the wavelength in 2 clearly shown width b of the jagged recesses 12.

Da die Anzahl der zackenförmigen Aussparungen 12 mit der beschriebenen Gestaltung unter Beibehaltung der benötigten Hinterkantenschallreduktion minimiert ist, kann auch der Verfahrweg zur Anfertigung des Flügelrohlings 2b mit einer gezackten Hinterkante 7, beispielsweise durch Beschneiden eines Bleches mit Laser oder mit anderen Verfahren, minimiert werden, wodurch Fertigungszeit, -energieaufwand und -kosten verringert sind.Since the number of serrated recesses 12 is minimized with the described design while maintaining the required trailing edge noise reduction, the travel path for producing the wing blank 2b with a serrated trailing edge 7, for example by trimming a sheet metal with a laser or by other methods, can also be minimized, thereby reducing production time, energy consumption and costs.

Vorteilhafter Weise benötigt die Prägeform, mit der im Falle der Blechbauweise aus dem Flügelrohling 2b der dreidimensional gewölbte Flügel 2 geformt wird, keine eigenen Zacken, da die zackenförmigen Aussparungen 12 bereits in den Flügelrohling 2b als Flügelzuschnitt eingebracht sind. Somit müssen diese filigranen Zackenstrukturen nicht im Prägewerkzeug ausgebildet sein.Advantageously, the stamping die used to form the three-dimensionally curved wing 2 from the wing blank 2b in the case of sheet metal construction does not require its own serrations, since the serrated recesses 12 are already incorporated into the wing blank 2b as a wing blank. Thus, these delicate serrated structures do not need to be formed in the stamping tool.

Kommt stattdessen ein Gussverfahren wie Aluminium-Druckguss oder Kunststoff-Spritzguss zu Anwendung, kann die Gussform die negative Kontur der zackenförmigen Aussparungen 12 aufweisen. Da die Anzahl der zackenförmigen Aussparungen 12 bei der beschriebenen Gestaltung unter Beibehaltung der benötigten Hinterkantenschallreduktion minimiert ist, hat auch ein Gusswerkzeug eine minimierte Zackenanzahl, wodurch die Komplexität und die Abnutzung des entsprechenden Gusswerkzeugs minimiert ist. Die Ausführungsform gemäß 1 entspricht einer Blechbauweise, bei welcher der dreidimensional verwundene Flügel 2 aus einem ebenen Blechzuschnitt geformt wird. Für den Prägevorgang sind deshalb Zentriervorrichtungen 19 für das Prägewerkzeug vorgesehen.If a casting process such as aluminum die casting or plastic injection molding is used instead, the casting mold can have the negative contour of the serrated recesses 12. Since the number of serrated recesses 12 is minimized in the described design while maintaining the required trailing edge noise reduction, a casting tool also has a minimized number of serrations, thereby minimizing the complexity and wear of the corresponding casting tool. The embodiment according to 1 corresponds to a sheet metal construction in which the three-dimensionally twisted wing 2 is formed from a flat sheet metal blank. Therefore, centering devices 19 are provided for the stamping tool during the stamping process.

Die Ausführungsform gemäß 1 entspricht einer Blechbauweise, bei der mehrere einzelne Flügel 2 mit einer Bodenscheibe bzw. einem Nabenring 3 und einem Deckring 4 zu einem Laufrad 1 gefügt werden. Ein solches Laufrad ist in der unten näher beschriebenen 3 zu sehen. Um die Positionierung der Bauteile zueinander zu erleichtern, sind am nabenseitigen Ende 9 des Flügelrohlings 2b Zentriervorrichtungen 17 zum Nabenring 3 vorgesehen, und am deckringseitigen Flügelende 13a des Flügelrohlings 2b sind Zentriervorrichtungen 18 zum Deckring 4 hin vorgesehen. Die Zentriervorrichtungen 17, 18 sind im Ausführungsbeispiel einfache Vertiefungen/Aussparungen oder Vorsprünge in der Flügelgeometrie, die in entsprechende Vorsprünge oder Vertiefungen oder Aussparungen von Boden- bzw. Deckscheibe eingreifen können.The embodiment according to 1 corresponds to a sheet metal construction in which several individual blades 2 are joined with a base plate or a hub ring 3 and a cover ring 4 to form an impeller 1. Such an impeller is described in more detail below. 3 To facilitate the positioning of the components relative to one another, centering devices 17 are provided at the hub-side end 9 of the blade blank 2b, toward the hub ring 3, and centering devices 18 are provided at the cover ring-side wing end 13a of the blade blank 2b, toward the cover ring 4. In the exemplary embodiment, the centering devices 17, 18 are simple depressions/recesses or projections in the blade geometry, which can engage in corresponding projections or depressions or recesses in the base or cover plate.

2 zeigt ein Detail im Bereich Hinterkante 7 eines Flügels 2 bzw. des Flügelrohlings 2b, beispielsweise einer Hinterkante 7 eines Flügels 2 gemäß 1. Es kann sich allerdings auch um eine Hinterkante 7 eines anderen Ventilatorflügels handeln, beispielsweise eines Ventilators radialer, diagonaler oder axialer Bauart. An der Hinterkante 7 sind zackenförmige Aussparungen 12 ausgebildet. Die ausgenommenen Zacken der zackenförmigen Aussparungen 12 weisen entlang der Hinterkante 7 einen ggf. variablen Abstand d voneinander auf und berühren sich nicht. Deshalb sind an der Hinterkante 7 alternierend glatte bzw. im Wesentlichen gerade verlaufende Bereiche 25 und gezackte Bereiche 26 ausgebildet, wobei die gezackten Bereiche durch zackenförmige Aussparungen 12 gebildet sind. Die gezackten Bereiche 26 bilden zugleich auch den Rand der zackenförmigen Aussparungen 12. 2 shows a detail in the area of the trailing edge 7 of a wing 2 or the wing blank 2b, for example a trailing edge 7 of a wing 2 according to 1 However, it can also be a trailing edge 7 of another fan blade, for example, a fan of radial, diagonal, or axial design. Toothed recesses 12 are formed on the trailing edge 7. The recessed teeth of the toothed recesses 12 are spaced apart from one another by a possibly variable distance d along the trailing edge 7 and do not touch one another. Therefore, smooth or essentially straight regions 25 and toothed regions 26 are alternately formed on the trailing edge 7, with the toothed regions being formed by toothed recesses 12. The toothed regions 26 simultaneously also form the edge of the toothed recesses 12.

Der Übergang 20 zwischen den gezackten Bereichen 26 der Hinterkante 7 und den glatten bzw. im wesentlichen gerade verlaufenden Bereichen 25 der Hinterkante 7 kann gerundet oder angefast sein, was vorteilhaft ist, beispielsweise um Verletzungen beim Umgang mit dem Flügel 2 bzw. einem Laufrad 1 zu vermeiden oder um den Verschleiß beim Flügel 2 oder an Werkzeugen zur Fertigung des Flügels 2 bzw. des Laufrads 1 gering zu halten.The transition 20 between the serrated regions 26 of the trailing edge 7 and the smooth or substantially straight regions 25 of the trailing edge 7 can be rounded or chamfered, which is advantageous, for example, to avoid injuries when handling the blade 2 or an impeller 1 or to minimize wear on the blade 2 or on tools used to manufacture the blade 2 or the impeller 1.

Für die Betrachtungen der charakteristischen geometrischen Maße der zackenförmigen Aussparungen 12 bzw. der Hinterkante 7 kann eine gedachte Flügelhinterkante 7 ohne Rundungen bzw. Anfasungen an den Übergängen 20 betrachtet werden. Mit anderen Worten werden also die Übergänge 20 hinweggedacht und werden gedanklich zur scharfkantigen Form ergänzt, insbesondere zur Bestimmung der geometrischen Größen der Breite b, Tiefe t und Abstand d.For the consideration of the characteristic geometric dimensions of the jagged recesses 12 or the trailing edge 7, an imaginary wing trailing edge 7 can be considered without roundings or chamfers at the transitions 20. In other words, the transitions 20 are ignored and are mentally supplemented to form a sharp-edged shape, in particular for determining the geometric dimensions of the width b, depth t, and distance d.

Die glatten bzw. im Wesentlichen gerade verlaufende Bereiche 25 der Hinterkante 7 lassen sich gedanklich über die zackenförmigen Aussparungen 12 hinweg zu einem fiktiven glatten Hinterkantenverlauf ergänzen. Der fiktive, glatte Hinterkantenverlauf ist vorzugsweise nur im Wesentlichen gerade, jedoch keine ideale Gerade. Bei einem Flügel 2 kann der Verlauf der Hinterkante 7 insbesondere dreidimensional gekrümmt ausgebildet sein. Mit einem derart geformten Flügel 2 lassen sich weiter verbesserte Wirkungsgrade und Akustikwerte erreichen.The smooth or essentially straight regions 25 of the trailing edge 7 can be conceptually extended beyond the jagged recesses 12 to form a fictitious smooth trailing edge profile. The fictitious, smooth trailing edge profile is preferably only essentially straight, but not an ideal straight line. In a wing 2, the profile of the trailing edge 7 can, in particular, be curved in three dimensions. With a wing 2 shaped in this way, further improved efficiency and acoustic values can be achieved.

Die Seitenflanken 11 der gezackten Bereiche 26, ohne Rundungen oder Anfasungen, lassen sich gedanklich gerade über den fiktiven, glatten Hinterkantenverlauf hinaus verlängern. Aus den Schnittpunkten der fiktiven glatten Hinterkante 7 und den Verlängerungen der Seitenflanken 11 der zackenförmige Aussparungen 12 ergeben sich die Eckpunkte der gedachten scharfkantigen Form der gezackten Hinterkante 7. Diese Eckpunkte werden zur Bestimmung der geometrischen Größen der Breite b, der Tiefe t und des Abstands d verwendet.The side flanks 11 of the serrated areas 26, without any curves or chamfers, can be theoretically extended just beyond the fictitious, smooth trailing edge. The intersection points of the fictitious smooth trailing edge 7 and the extensions of the side flanks 11 of the serrated recesses 12 result in the corner points of the imaginary sharp-edged shape of the serrated trailing edge 7. These corner points are used to determine the geometric dimensions of the width b, the depth t, and the distance d.

Jede zackenförmige Aussparung 12 hat, an den ggf. gedanklich ergänzten scharfkantigen Übergängen 20 gemessen, eine Breite b, die entlang des Verlaufs der Hinterkante 7, ggf. etwa in Spannweitenrichtung 8, gemessen werden kann. Zwei benachbarte zackenförmige Aussparungen 12 weisen, entlang des Verlaufs der Hinterkante 7 gemessen, einen Abstand d zu einander auf. Die Breite b und der Abstand d können über den Verlauf einer Hinterkante 7 variieren, insbesondere wenn die Hinterkante 7 vorteilhaft dreidimensional gekrümmt bzw. gewunden ausgeführt ist. Dabei kann der Abstand d überwiegend größer als die Breiten b der am jeweiligen gerade verlaufenden Bereich direkt angrenzenden zackenförmigen Aussparungen 12 sein, oder zumindest größer als 0,5 b - jeweils in Bezug auf einen Übergang 20 bzw. den zugehörigen gedachten scharfkantigen Übergangsbereich.Each serrated recess 12 has a width b, measured at the possibly imaginary sharp-edged transitions 20, which can be measured along the course of the trailing edge 7, possibly approximately in the spanwise direction 8. Two adjacent serrated recesses 12 have a distance d from one another, measured along the course of the trailing edge 7. The width b and the distance d can vary over the course of a trailing edge 7, in particular if the trailing edge 7 is advantageously designed to be three-dimensionally curved or twisted. The distance d can be predominantly greater than the widths b of the serrated recesses 12 directly adjacent to the respective straight region, or at least greater than 0.5 b - in each case with respect to a transition 20 or the associated imaginary sharp-edged transition region.

Der Abstand d charakterisiert die Länge eines glatten, im Wesentlichen gerade verlaufenden Bereichs 25 der Flügelhinterkante 7. Durch das Vorhandensein eines ausreichend großen Abstands d mit d > 0,5  b ,  vorzugsweise d > b , äquivalent zu dem Vorhandensein eines ausreichend dimensionierten glatten Bereichs 25 der Hinterkante 7, kann beispielsweise die Verletzungsgefahr beim Umgang mit einem Flügel 2 bzw. einem daraus aufgebauten Laufrads 1 stark reduziert werden, und die Verschleiß- oder Beschädigungsanfälligkeit der Hinterkante 7 kann minimiert werden. Des Weiteren führt das Verhältnis d > 0,5 b zu einer eher niedrigen Zahl an zackenförmigen Aussparungen 12, was Vorteile bei der Fertigung der Hinterkante 7 mit sich bringt. So ist beispielsweise der Verfahrweg beim Beschneiden einer Hinterkante 7 reduziert, oder eine Zahl auszustanzender zackenförmige Aussparungen 12 ist minimiert). Aus aerodynamischer Sicht ist durch die Minimierung der Zahl zackenförmigen Aussparungen 12 die Luftleistungsreduktion in Bezug auf einen gedachten ungezackten Referenzflügel mit der fiktiven glatten Hinterkante nur gering.The distance d characterizes the length of a smooth, essentially straight area 25 of the wing trailing edge 7. By the presence of a sufficiently large distance d with d > 0,5  b ,  vorzugsweise d > b , Equivalent to the presence of a sufficiently dimensioned smooth area 25 of the trailing edge 7, for example, the risk of injury when handling a blade 2 or an impeller 1 constructed from it can be greatly reduced, and the susceptibility to wear or damage of the trailing edge 7 can be minimized. Furthermore, the ratio d > 0.5 b leads to a relatively low number of serrated recesses 12, which has advantages in the manufacture of the trailing edge 7. For example, the travel path when trimming a trailing edge 7 is reduced, or the number of serrated recesses 12 to be punched out is minimized. From an aerodynamic point of view, by minimizing the number of serrated recesses 12, the air performance reduction is only slight compared to an imaginary unserrated reference blade with the fictitious smooth trailing edge.

Um den Hinterkantenlärm möglichst effektiv reduzieren zu können, sollte jedoch der Abstand d zweier benachbarter zackenförmiger Aussparungen 12 nicht größer gewählt werden als das Vierfache der Breite b bzw. des Mittelwerts der beiden Breiten b der direkt an den im Wesentlichen gerade verlaufenden Bereich angrenzenden gezackten Bereich 26 der zackenförmigen Aussparung 12.In order to reduce the trailing edge noise as effectively as possible, however, the distance d between two adjacent serrated recesses 12 should not be selected to be greater than four times the width b or the mean value of the two widths b of the serrated region 26 of the serrated recess 12 directly adjacent to the essentially straight region.

Um den Hinterkantenlärm weiter reduzieren zu können, können die zackenförmigen Aussparungen 12 eine Gestaltung mit einer Tiefe t aufweisen, wobei t > 1,3  b . In order to further reduce the trailing edge noise, the serrated recesses 12 can have a design with a depth t, where t > 1,3  b .

Die Tiefe t wird dabei zentral in dem gezackten Bereich 26 der zackenförmigen Aussparung 12 vom Zackengrund 24 aus bis zur fiktiven glatten Hinterkante 7 oder bis zur geraden Verbindungslinie der beiden gedacht scharfkantigen Übergänge 20 der betreffenden zackenförmigen Aussparung 12 gemessen.The depth t is measured centrally in the serrated area 26 of the serrated recess 12 from the serration base 24 to the fictitious smooth rear edge 7 or to the straight connecting line of the two imaginary sharp-edged transitions 20 of the respective serrated recess 12.

Dabei kann sich an der Innenkante ein spitzer bzw. kleiner Winkel γ der zackenförmigen Aussparung 12 bzw. der Seitenflanken 11 am Zackengrund 24 ergeben. So kann γ vorteilhaft in einem Bereich von 10° bis 35° liegen, besonders vorzugsweise in einem Bereich von 15° bis 30°. Hierdurch wird eine vorteilhafte Reduktion des Hinterkantenlärms erreicht.This can result in an acute or small angle γ of the serrated recess 12 or the side flanks 11 at the serration base 24 at the inner edge. Thus, γ can advantageously be in a range of 10° to 35°, particularly preferably in a range of 15° to 30°. This achieves a beneficial reduction in trailing edge noise.

Der Zackengrund 24 kann verrundet sein, vorzugsweise mit einem oder mehreren Verrundungsradien >= 1 mm. Hierdurch wird die Fertigung erleichtert bzw. ermöglicht. Beim Beschneiden eines Blechs mit einem Laser ist die Verrundung zudem vorteilhaft, um eine zu starke Wärmekonzentration in einer scharfkantigen Innenecke zu vermeiden. Bei Werkzeugen wie Gusswerkzeugen oder Stanzwerkzeugen ist es bei den spitzwinkligen gezackten Bereichen 26, die die zackenförmigen Aussparungen 12 formen, besonders vorteilhaft, wenn die gezackten Bereichen 26 in dem Bereich des Zackengrunds 24 nicht spitz zulaufend, sondern mit einem Radius verrundet sind.The serrated base 24 can be rounded, preferably with one or more rounding radii >= 1 mm. This simplifies or enables production. When trimming a sheet metal with a laser, the rounding is also advantageous to prevent excessive heat concentration in a sharp-edged inner corner. In tools such as casting tools or punching tools, it is particularly advantageous for the acute-angled serrated areas 26 that form the serrated recesses 12 if the serrated areas 26 in the area of the serrated base 24 are not tapered to a point, but are rounded with a radius.

3 zeigt in perspektivischer Ansicht ein Laufrad 1 eines Radialventilators. Das Laufrad 1 radialer Bauart in Blechbauweise umfasst Flügel 2 mit Hinterkanten 7. Die Hinterkanten 7 sind jeweils mit einer Mehrzahl von zackenförmigen Aussparungen 12 versehen. 3 shows a perspective view of an impeller 1 of a radial fan. The impeller 1, of radial design and made of sheet metal, comprises blades 2 with trailing edges 7. The trailing edges 7 are each provided with a plurality of serrated recesses 12.

An einem Nabenring 3 des Laufrads 1 sind fünf Flügel 2 an deren nabenringseitigen Enden 9 angebracht, die sich in Spannweitenrichtung 8 von dem Nabenring 3 bis zu einem Deckring 4 erstrecken, an dem sie an ihrem deckringseitigen Ende 13a befestigt sind. Am Nabenring 3, der auch als Träger für das gesamte Laufrad 1 fungiert, ist innen eine Befestigungsvorrichtung 10 zur Befestigung des Nabenrings 3 bzw. des Laufrads 1 an einem Motor - nicht abgebildet - vorgesehen. Innen im Deckring 4 ist eine Einströmöffnung 14 vorgesehen. Durch die Einströmöffnung 14 strömt im Betrieb des dann rotierenden Laufrads 1 das Fördermedium, beispielsweise Luft, in das Laufrad 1 hinein und wird insbesondere infolge der Rotation der Flügel 2 radial nach außen gefördert, ehe es am Laufradaustritt, zwischen Abströmende 16 des Deckrings 4 und Abströmende 15 des Nabenrings 3 radial nach außen aus dem Laufrad 1 austritt. Das Strömungsmedium trifft an den Vorderkanten 6 auf die Flügel 2 auf und strömt über die Hinterkante 7 ab. Die Hinterkante 7 ist dreidimensional gekrümmt, was die Erreichung besonders hoher Effizienz und vorteilhafter Akustikwerte begünstigt.Five vanes 2 are attached to a hub ring 3 of the impeller 1 at their hub ring-side ends 9, which extend in the span direction 8 from the hub ring 3 to a cover ring 4, to which they are attached at their cover ring-side end 13a. On the hub ring 3, which also functions as a support for the entire impeller 1, a A fastening device 10 for fastening the hub ring 3 or the impeller 1 to a motor (not shown) is provided. An inlet opening 14 is provided inside the cover ring 4. During operation of the then rotating impeller 1, the conveying medium, for example air, flows into the impeller 1 through the inlet opening 14 and is conveyed radially outwards, particularly as a result of the rotation of the blades 2, before exiting the impeller 1 radially outwards at the impeller outlet, between the outflow end 16 of the cover ring 4 and the outflow end 15 of the hub ring 3. The flow medium impacts the blades 2 at the leading edges 6 and flows off over the trailing edge 7. The trailing edge 7 is three-dimensionally curved, which promotes the achievement of particularly high efficiency and advantageous acoustic values.

Die Vorderkante 6 weist eine Welligkeit auf, mit mehreren Wellenbergen und Wellentälern über den Verlauf der Vorderkante in Spannweitenrichtung 8. Dies ist vorteilhaft für eine geringe Schallentstehung, insbesondere in Kombination mit der beschriebenen Hinterkante 7 mit zackenförmigen Aussparungen 12.The leading edge 6 has a waviness, with several wave crests and wave troughs over the course of the leading edge in the spanwise direction 8. This is advantageous for low noise generation, especially in combination with the described trailing edge 7 with jagged recesses 12.

Im Ausführungsbeispiel gemäß 3 sind die dreidimensional gewölbten Flügel 2 des Laufrads 1 in Blechbauweise durch einen Prägevorgang aus einem Flügelrohling 2b - siehe 1 - entstanden und anschließend mit Nabenring 3 und Deckring 4 gefügt worden. Das Fügen kann beispielsweise durch Schweißen geschehen.In the embodiment according to 3 The three-dimensionally curved blades 2 of the impeller 1 are made of sheet metal by a stamping process from a blade blank 2b - see 1 - and then joined to hub ring 3 and cover ring 4. Joining can be done, for example, by welding.

In 4 ist eine Detailansicht des Laufrads gemäß 3 dargestellt. Die Hinterkante 7 eines Flügels 2 ist im Bereich des Deckrings 4 mit seiner Einströmöffnung 14 vergrößert dargestellt. Die Hinterkante 7, die gemäß 1 und 2 in der Draufsicht als Linie dargestellt ist, erstreckt sich bei einem Blechflügel über die Blechdicke. Maßgeblich sind allerdings die Übergangslinien der Hinterkante 7 zur Saugseite bzw. Druckseite, also zu den beiden großflächigen Bereichen des Flügels 2, wie anhand 2 beschrieben.In 4 is a detailed view of the wheel according to 3 The trailing edge 7 of a wing 2 is shown enlarged in the area of the cover ring 4 with its inlet opening 14. The trailing edge 7, which according to 1 and 2 shown as a line in the plan view, extends across the sheet thickness of a sheet metal blade. However, the transition lines of the trailing edge 7 to the suction side and pressure side, i.e. to the two large areas of the blade 2, are decisive, as can be seen from 2 described.

Zur Bemessung der charakteristischen Größen der Hinterkante 7 mit dem gezackten Verlauf anhand der in 2 eingezeichneten Größen kann insbesondere auch eine „Mittellinie“ der flächigen Hinterkante 7 herangezogen werden.To measure the characteristic sizes of the trailing edge 7 with the jagged profile using the 2 In particular, a “center line” of the flat trailing edge 7 can also be used for the sizes shown.

Die Bereiche der Übergänge 20 zwischen den glatten, im ggf. geringfügig gekrümmten, jedoch im Wesentlichen gerade verlaufenden Bereichen 25 und den gezackten Hinterkantenbereichen 26 sind abgerundet. Dadurch werden Verletzungen bei der Handhabung vermieden und Verschleißerscheinungen an den Hinterkanten 7 reduziert.The transition areas 20 between the smooth, possibly slightly curved, but essentially straight areas 25 and the serrated trailing edge areas 26 are rounded. This prevents injuries during handling and reduces wear on the trailing edges 7.

Am Zackengrund 24 weisen die zackenförmigen Aussparungen 12 Verrundungen auf.At the base of the tooth 24, the tooth-shaped recesses have 12 rounded sections.

Es sind an der Hinterkante 7 ausgeprägte glatte, im Wesentlichen gerade verlaufende Bereiche 25 ausgebildet. Die Gesamtfläche des Flügels 2 im Abschnitt der zackenförmigen Aussparungen 12 ist vergleichsweise gering, insbesondere deutlich kleiner als die im Hinterkantenbereich am Flügel 2 „verbleibende“, also nicht ausgenommene Fläche, nämlich im Bereich der Flügel 2 ab der gedachten, durch den Zackengrund 24 der einzelnen zackenförmigen Aussparungen 12 eines Flügels 2 beschriebenen Linie. Somit wird dem Flügel 2 durch die Zackung wenig effektiv wirksame Flügelfläche entnommen, sowohl in Bezug auf die aerodynamische Wirksamkeit als auch in Bezug auf die Festigkeit des Flügels 2.Distinctive, smooth, essentially straight areas 25 are formed on the trailing edge 7. The total area of the wing 2 in the section of the serrated recesses 12 is comparatively small, in particular significantly smaller than the area "remaining" in the trailing edge region of the wing 2, i.e., the area not removed, namely in the area of the wings 2 from the imaginary line described by the serration base 24 of the individual serrated recesses 12 of a wing 2. Thus, the serrations remove less effective wing area from the wing 2, both in terms of aerodynamic effectiveness and the strength of the wing 2.

Vereinzelt können benachbarte ausgenommene zackenförmige Aussparungen 12 auch einen geringeren Abstand d voneinander aufweisen, besonders dann, wenn die Hinterkante 7 im betreffenden Bereich besonders stark gekrümmt oder gegenüber der Laufradachse angewinkelt verläuft. Das vorstehend beschriebene Kriterium, wonach d > b / 2,  vorzugsweise d > b , kann dabei für eine überwiegende Zahl an benachbarten Paaren zackenförmiger Ausnehmungen 12 der Hinterkante 7 gelten, beispielsweise für mindestens 75%.Occasionally, adjacent recessed, tooth-shaped recesses 12 may also have a smaller distance d from each other, especially if the trailing edge 7 in the relevant area is particularly curved or angled relative to the impeller axis. The criterion described above, according to which d > b / 2,  vorzugsweise d > b , can apply to a predominant number of adjacent pairs of serrated recesses 12 of the trailing edge 7, for example to at least 75%.

5 zeigt in perspektivischer Ansicht ein Laufrad 1 eines Radialventilators mit Flügeln 2 mit Hinterkanten 7 mit ausgenommenen zackenförmigen Aussparungen 12. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel gemäß 3 handelt es sich um ein Laufrad 1 in Gussbauweise, das heißt das Laufrad 1 ist integral einteilig in einem werkzeuggebundenen Gussverfahren gefertigt. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Gussverfahren um ein Kunststoff-Spritzgiessverfahren. 5 shows in perspective view an impeller 1 of a radial fan with blades 2 with trailing edges 7 with recessed, tooth-shaped recesses 12. In contrast to the embodiment according to 3 The impeller 1 is a cast-iron construction, meaning that the impeller 1 is manufactured integrally as a single piece using a tool-based casting process. Preferably, the casting process is a plastic injection molding process.

Im Ausführungsbeispiel ist das Laufrad 1 inklusive Nabenring 3, Deckring 4 und sich dazwischen erstreckenden Flügeln 2 einteilig, einstückig, integral im Kunststoff-Spritzgiessverfahren gefertigt, vorzugsweise mit einem faserverstärkten thermoplastischen Kunststoff. Der Übergang am deckringseitigen Flügelende 13a der Flügel 2 zur Deckscheibe 4 ist verrundet, genau wie der - nicht sichtbare - Übergang am nabenseitigen Flügelende von den Flügeln 2 zum Nabenring 3.In the exemplary embodiment, the impeller 1, including the hub ring 3, the cover ring 4, and the blades 2 extending therebetween, is manufactured as a single piece using a plastic injection molding process, preferably with a fiber-reinforced thermoplastic. The transition at the cover ring-side blade end 13a of the blades 2 to the cover plate 4 is rounded, just like the—not visible—transition at the hub-side blade end from the blades 2 to the hub ring 3.

Beispielsweise bei Axialventilatoren können vergleichbar gefertigte Laufräder 1 ohne Deckring 4 ausgeführt sein. Dann ist das Flügelende nicht mit einem Deckring verbunden, sondern ist ein freies Flügelende 13b.For example, in axial fans, similarly manufactured impellers 1 can be designed without a cover ring 4. In this case, the blade end is not connected to a cover ring, but is a free wing end 13b.

Es ist auch denkbar, Flügel 2 als Einzelteile in einem Gussverfahren herzustellen und zumindest mit einem Nabenring 3 zu verbinden, um ein Laufrad 1 herzustellen.It is also conceivable to produce blades 2 as individual parts in a casting process and to connect them to at least one hub ring 3 in order to produce an impeller 1.

Wie bei der Ausführungsform gemäß 3 erkennt man die dreidimensional gekrümmten Hinterkanten 7 mit den zackenförmigen Aussparungen 12, welche im Detail noch in 6 dargestellt sind.As in the embodiment according to 3 one can see the three-dimensional curved rear edges 7 with the jagged recesses 12, which are shown in detail in 6 are shown.

Die Vorderkanten 6 sind gewellt ausgeführt, mit einigen Wellentälern und Wellenbergen über die Spannweite des Flügels 2 verteilt, um insbesondere in Kombination mit der gezackt gestalteten Hinterkante 7 zu einer besonders niedrigen Lärmerzeugung zu führen. Eine Befestigungsvorrichtung 10 zur Anbindung eines Motors, vorteilhaft eines Außenläufermotors, ist hier auch integral im gegossenen Laufrad integriert.The leading edges 6 are corrugated, with several wave troughs and wave crests distributed across the span of the wing 2, to ensure particularly low noise generation, particularly in combination with the serrated trailing edge 7. A mounting device 10 for connecting a motor, preferably an external rotor motor, is also integrally integrated into the cast impeller.

In 6 ist eine Detailansicht des Laufrads gemäß 5 dargestellt. Die Hinterkante 7 eines Flügels 2 ist im Bereich des Deckrings 4 mit seiner Einströmöffnung 14 vergrößert dargestellt. Die Hinterkante 7, die gemäß 2 als Linie dargestellt ist, entspricht beim gegossenen Flügel 2 etwa eine Linie der Hinterkante 7 im Bereich der Mitte der Flügeldicke. Die Hinterkante 7 ist, im Unterschied zum Blechflügel, hin zu den großflächigen Seiten - also hin zur Saug- und Druckseite - des Flügels 2 vorteilhaft mit Verrundungen 28 verrundet. Die Verrundungen 28 sind vorzugsweise an den glatten, ggf. leicht gekrümmten, aber im Wesentlichen gerade verlaufenden Bereichen 25 und/oder den gezackten Bereichen 26 ausgebildet. Dadurch wird Verschleiß im Gusswerkzeug und am Flügel 2 vermieden, und die Verletzungsgefahr beim Umgang mit dem Laufrad 1 wird, insbesondere in Verbindung mit der verletzungsreduzierenden Wirkung der im Wesentlichen gerade verlaufenden Bereiche 25, weiter reduziert.In 6 is a detailed view of the wheel according to 5 The trailing edge 7 of a wing 2 is shown enlarged in the area of the cover ring 4 with its inlet opening 14. The trailing edge 7, which according to 2 is shown as a line, in the cast blade 2 corresponds approximately to a line of the trailing edge 7 in the region of the middle of the blade thickness. In contrast to the sheet metal blade, the trailing edge 7 is advantageously rounded with fillets 28 towards the large-surface sides - i.e. towards the suction and pressure sides - of the blade 2. The fillets 28 are preferably formed on the smooth, possibly slightly curved, but essentially straight areas 25 and/or the serrated areas 26. This prevents wear in the casting tool and on the blade 2, and the risk of injury when handling the impeller 1 is further reduced, particularly in conjunction with the injury-reducing effect of the essentially straight areas 25.

Insbesondere verbleiben infolge der zackenförmigen Aussparungen 12 an der Hinterkante 7 noch die glatten, ggf. leicht gekrümmten, im Wesentlichen gerade verlaufenden Bereiche 25, wodurch die Hinterkante 7 abwechselnd in im Wesentlichen gerade verlaufende Bereiche 25 und gezackte Bereiche 26 aufgeteilt ist. Jeweils zwischen glatten Bereichen 25 und direkt benachbarten gezackten Bereichen 26 befindet sich der Übergang 20, der vorzugsweise gerundet oder zumindest gefast ausgebildet ist. Die Verrundung bzw. Anfasung der Übergangs 20 wird bei der Ermittlung der Breite b der zackenförmigen Aussparungen 12 am Flügelende nicht berücksichtigt. Die spannweitige Länge der glatten Bereiche 25 entlang des gedachten Verlaufes der Flügelhinterkante ohne Zacken bzw. der Abstand d beträgt jeweils mindestens 50% des Mittelwertes der spannweitigen Breiten b der jeweils anliegenden zackenförmigen Aussparungen 12.In particular, due to the serrated recesses 12 on the trailing edge 7, the smooth, possibly slightly curved, essentially straight regions 25 remain, whereby the trailing edge 7 is alternately divided into essentially straight regions 25 and serrated regions 26. Between each smooth region 25 and directly adjacent serrated regions 26 is the transition 20, which is preferably rounded or at least chamfered. The rounding or chamfering of the transition 20 is not taken into account when determining the width b of the serrated recesses 12 at the wing tip. The spanwise length of the smooth regions 25 along the imaginary course of the wing trailing edge without serrations, or the distance d, is in each case at least 50% of the mean value of the spanwise widths b of the adjacent serrated recesses 12.

Die zackenförmigen Aussparungen 12 sind am Zackengrund 24 vorzugsweise verrundet, und zwar insbesondere zwischen den Fanken 11 der Zacken 12, aber bei gegossenen Flügeln 2 auch hin zur Saug- und/oder Druckseite des Flügels 2.The tooth-shaped recesses 12 are preferably rounded at the tooth base 24, in particular between the flanks 11 of the teeth 12, but in the case of cast blades 2 also towards the suction and/or pressure side of the blade 2.

Allgemein kann als Linie des Flügelhinterkantenverlaufs, eine etwa in Spannweitenrichtung 8 verlaufende mittlere Linie einer Hinterkante 7 verwendet werden. Bei einem solchen Flügelhinterkantenverlauf wäre die Erstreckung des Flügels 2, in Richtung von Vorderkante 6 zu Hinterkante 7 gesehen, etwa maximal. Im Ausführungsbeispiel gemäß 5 ist dies beispielsweise etwa die Mittellinie der Flügelhinterkante 7 zwischen den beiden großflächigen Seiten des Flügels 2, nämlich der Saug- und Druckseite.In general, a middle line of a trailing edge 7 running approximately in the spanwise direction 8 can be used as the line of the wing trailing edge profile. With such a wing trailing edge profile, the extension of the wing 2, viewed in the direction from the leading edge 6 to the trailing edge 7, would be approximately at its maximum. In the embodiment according to 5 For example, this is approximately the center line of the trailing edge 7 of the wing between the two large sides of the wing 2, namely the suction and pressure sides.

7 zeigt in perspektivischer Ansicht ein Laufrad 1 eines Axialventilators mit Flügeln 2. Die Flügel 2 weise Hinterkanten 7 mit zackenförmigen Aussparungen 12 auf. Es handelt sich um ein Laufrad 1 in Gussbauweise, das heißt das Laufrad 1 ist integral einteilig in einem werkzeuggebundenen Gussverfahren gefertigt, vorzugsweise im Kunststoff-Spritzgussverfahren. Das Material des Laufrads 1 weist vorzugsweise einen faserverstärkten thermoplastischen Kunststoff auf. 7 shows a perspective view of an impeller 1 of an axial fan with blades 2. The blades 2 have trailing edges 7 with serrated recesses 12. This is a cast impeller 1, meaning the impeller 1 is manufactured integrally in one piece using a tool-based casting process, preferably using a plastic injection molding process. The material of the impeller 1 preferably comprises a fiber-reinforced thermoplastic.

Der Übergang von den Flügeln 2 zum Nabenring 3 ist verrundet. Bei diesem Axialventilatorlaufrad ist kein Deckring vorgesehen. Stattdessen sind Winglets 30 am radial äußeren freien Flügelende 13b ausgebildet, um den sog. Blattspitzenlärm beim Axialventilator zu reduzieren, was in Kombination mit der Gestaltung der Hinterkanten 7 mit den zackenförmigen Aussparungen 12 zu einem besonders lärmarmen Gesamtventilator führt. Unter einem „Winglet“ 30 ist im Zusammenhang mit Axialventilatorflügeln ganz allgemein eine spezielle Gestaltung der radial äußeren freien Flügelenden 13b zu verstehen, die sich geometrisch vom übrigen Flügelverlauf in einem oder mehreren Gestaltungsmerkmalen unterscheidet. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Winglet 30 insbesondere durch eine auffällige Krümmung des freien Flügelendes 13b hin zu seiner Flügelsaugseite gekennzeichnet. Es ist auch denkbar, Flügel als Einzelteile in einem Gussverfahren herzustellen und zumindest mit einem Nabenring zu verbinden, um ein Laufrad herzustellen, beispielsweise bei Axialventilatorlaufrädern.The transition from the blades 2 to the hub ring 3 is rounded. No cover ring is provided for this axial fan impeller. Instead, winglets 30 are formed on the radially outer free blade end 13b to reduce the so-called blade tip noise in the axial fan. In combination with the design of the trailing edges 7 with the serrated recesses 12, this results in a particularly low-noise overall fan. In the context of axial fan blades, a "winglet" 30 is generally understood to mean a special design of the radially outer free blade ends 13b, which geometrically differs from the rest of the blade profile in one or more design features. In the illustrated embodiment, the winglet 30 is characterized in particular by a noticeable curvature of the free blade end 13b towards its blade suction side. It is also conceivable to manufacture blades as individual parts in a casting process and to connect them to at least one hub ring to produce an impeller, for example in axial fan impellers.

Vorderkanten 6 der Flügel sind gewellt ausgeführt, mit einigen Wellentälern und Wellenbergen über die Spannweite vom Nabenring 3 bis hin zum freien Flügelende 13b verteilt, um, insbesondere in Kombination mit der gezackt gestalteten Hinterkante 7, zu einer besonders niedrigen Lärmerzeugung zu führen. Eine Befestigungsvorrichtung 10 zur Anbindung eines Motors, vorteilhaft eines Außenläufermotors, ist hier auch integral im gegossenen Laufrad integriert.Leading edges 6 of the wings are waved, with some wave troughs and wave crests distributed over the span from the hub ring 3 to the free wing end 13b, in order to, especially in In combination with the serrated trailing edge 7, this results in particularly low noise generation. A mounting device 10 for connecting a motor, preferably an external rotor motor, is also integrally integrated into the cast impeller.

Beim gezeigten Ausführungsbeispiel sind nicht über die gesamte Erstreckung der Hinterkanten 7 in Spannweitenrichtung 8 verteilt die zackenförmigen Aussparungen 12 ausgenommen, sondern nur in einem radial äußeren Abschnitt. Typischerweise trägt bei Axial- oder Diagonalventilatoren der radial äußere Abschnitt aufgrund der dort höheren Relativgeschwindigkeiten zwischen rotierendem Flügel 2 und dem Strömungsmedium besonders stark zur Hinterkantenlärmentstehung bei, weshalb die Ausnehmung der Zacken dort besonders wirkungsvoll ist.In the illustrated embodiment, the serrated recesses 12 are not distributed across the entire extent of the trailing edges 7 in the spanwise direction 8, but only in a radially outer section. Typically, in axial or diagonal fans, the radially outer section contributes particularly strongly to trailing edge noise generation due to the higher relative speeds between the rotating blade 2 and the flow medium there, which is why the recess of the serrations is particularly effective there.

Vorteilhaft werden die zackenförmigen Aussparungen 12 insbesondere oder sogar ausschließlich in denjenigen Abschnitten der Hinterkanten 7 ausgenommen, die besonders relevant für die Hinterkantenlärmentstehung sind. In den übrigen Abschnitten kann, um Aufwand und Komplexität zu reduzieren, ggf. auf eine Ausnehmung von zackenförmigen Aussparungen 12 verzichtet werden, wie beispielsweise in radial inneren Bereichen der Hinterkanten 7 von Axialventilatorflügeln.Advantageously, the serrated recesses 12 are provided particularly or even exclusively in those sections of the trailing edges 7 that are particularly relevant for the generation of trailing edge noise. In the remaining sections, the provision of serrated recesses 12 may be omitted to reduce effort and complexity, such as in the radially inner regions of the trailing edges 7 of axial fan blades.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß 7 sind an den Hinterkanten 7 der Flügel 2 in einem radial inneren Abschnitt Wuchtereiche 29 zum Anbringen von Wuchtgewichten vorgesehen. Auch im radial inneren Bereich der Vorderkanten 6 können solche Wuchtbereiche 29 vorgesehen sein.In the embodiment according to 7 Balancing areas 29 for attaching balancing weights are provided in a radially inner section of the trailing edges 7 of the blades 2. Such balancing areas 29 can also be provided in the radially inner region of the leading edges 6.

In 8 ist eine Detailansicht des Laufrads 1 gemäß 7 dargestellt. Die Hinterkante 7 eines Flügels 2 ist im Bereich des Winglets 30 am radial äußeren freien Flügelende 13b vergrößert dargestellt. Die Hinterkante 7, die gemäß 2 als Linie dargestellt ist, entspricht beim gegossenen Flügel 2 in 8 etwa einer Grenzlinie der Hinterkante 7 hin zur - in der Ansicht hinten liegenden - Saugseite des Flügels 2.In 8 is a detailed view of the impeller 1 according to 7 The trailing edge 7 of a wing 2 is shown enlarged in the area of the winglet 30 at the radially outer free wing end 13b. The trailing edge 7, which according to 2 shown as a line, corresponds to the cast wing 2 in 8 approximately a boundary line of the trailing edge 7 towards the suction side of the wing 2, which is located at the rear in the view.

Allgemein kann als Linie des Flügelhinterkantenverlaufs, wie er gemäß 2 beschrieben ist, etwa eine in Spannweitenrichtung 8 verlaufende Linie einer Hinterkante 7 verwendet werden, so dass die Erstreckung des Flügels, in Richtung von Vorderkante 6 zu Hinterkante 7 gesehen, etwa maximal ist. Im Ausführungsbeispiel gemäß 7 und 8 ist dies etwa die Grenzlinie der Hinterkante 7 zur in der Ansicht hinten liegenden Saugseite des Flügels 2, da hier die Hinterkante 7 nur zur vorne liegenden Druckseite hin mit Verrundungen 28 verrundet ist, zur Saugseite hin aber eher scharfkantig übergeht, was als vorteilhafte Ausführungsform angesehen werden kann.In general, the line of the trailing edge of the wing, as defined in 2 described, a line of a trailing edge 7 running in the span direction 8 can be used, so that the extension of the wing, seen in the direction from the leading edge 6 to the trailing edge 7, is approximately at its maximum. In the embodiment according to 7 and 8 This is approximately the boundary line of the trailing edge 7 to the suction side of the wing 2, which is located at the rear in the view, since here the trailing edge 7 is only rounded with roundings 28 towards the front pressure side, but transitions to the suction side with rather sharp edges, which can be regarded as an advantageous embodiment.

Die Verrundungen 28 der Hinterkante 7 zur Druckseite sind vorzugsweise bei den glatten, im Wesentlichen gerade verlaufenden Bereichen 25 und/oder den gezackten Bereichen 26 ausgebildet. Dadurch wird Verschleiß im Gusswerkzeug und am Flügel 2 vermieden, und die Verletzungsgefahr beim Umgang mit dem Laufrad 1 wird, insbesondere in Verbindung mit der verletzungsreduzierenden Wirkung der ausgebildeten glatten Bereiche 25, weiter reduziert. Der eher scharfkantige Übergang der Hinterkante 7 hin zur Flügelsaugseite dient bei Gusswerkzeugen als Trennlinie zwischen Teilen des Gusswerkzeugs, beispielsweise zwischen der Düsen- und der Auswerferseite eines Spritzgiesswerkzeugs.The rounded portions 28 of the trailing edge 7 toward the pressure side are preferably formed in the smooth, substantially straight portions 25 and/or the serrated portions 26. This prevents wear in the casting tool and on the blade 2, and the risk of injury when handling the impeller 1 is further reduced, particularly in conjunction with the injury-reducing effect of the smooth portions 25. The rather sharp-edged transition of the trailing edge 7 toward the blade suction side serves as a dividing line between parts of the casting tool, for example, between the nozzle and ejector side of an injection molding tool.

Insbesondere verbleiben infolge der zackenförmigen Aussparungen 12 an der Hinterkante 7 noch die glatten, ggf. leicht gekrümmten, im Wesentlichen gerade verlaufenden Bereiche 25, wodurch die Hinterkante 7 abwechselnd in im Wesentlichen gerade verlaufende Bereiche 25 und gezackte Bereiche 26 aufgeteilt ist. Jeweils zwischen glatten Bereichen 25 und direkt benachbarten gezackten Bereichen 26 befindet sich der Übergang 20, der vorzugsweise gerundet oder zumindest gefast ausgebildet ist. Die Verrundung bzw. Anfasung der Übergangs 20 wird bei der Ermittlung der Breite b der zackenförmigen Aussparungen 12 am Flügelende nicht berücksichtigt. Die Länge der glatten, ggf. leicht gekrümmten, im Wesentlichen gerade verlaufenden Bereiche 25 bzw. der Abstand d beträgt jeweils mindestens 50% des Mittelwertes der spannweitigen Breiten b der jeweils anliegenden zackenförmigen Aussparungen 12.In particular, due to the serrated cutouts 12 on the trailing edge 7, the smooth, possibly slightly curved, essentially straight regions 25 remain, whereby the trailing edge 7 is alternately divided into essentially straight regions 25 and serrated regions 26. Between each smooth region 25 and directly adjacent serrated regions 26 is the transition 20, which is preferably rounded or at least chamfered. The rounding or chamfering of the transition 20 is not taken into account when determining the width b of the serrated cutouts 12 at the wing tip. The length of the smooth, possibly slightly curved, essentially straight regions 25 or the distance d is in each case at least 50% of the mean value of the spanwise widths b of the adjacent serrated cutouts 12.

Die zackenförmigen Aussparungen 12 sind am Zackengrund 24 vorzugsweise verrundet, und zwar insbesondere zwischen den Seitenflanken 11 der Zacken 12, aber bei gegossenen Flügeln 2 auch hin zur Saug- und/oder Druckseite des Flügels 2.The tooth-shaped recesses 12 are preferably rounded at the tooth base 24, in particular between the side flanks 11 of the teeth 12, but in the case of cast blades 2 also towards the suction and/or pressure side of the blade 2.

Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Flügels bzw. Laufrads bzw. Ventilators wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf den allgemeinen Teil der Beschreibung sowie auf die beigefügten Ansprüche verwiesen.With regard to further advantageous embodiments of the blade or impeller or fan according to the invention, reference is made to the general part of the description and to the appended claims in order to avoid repetition.

Schließlich sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Flügels bzw. Laufrads bzw. Ventilators lediglich zur Erörterung der beanspruchten Lehre dienen, diese jedoch nicht auf die Ausführungsbeispiele einschränken.Finally, it should be expressly pointed out that the above-described embodiments of the blade or impeller or fan according to the invention serve only to explain the claimed teaching, but do not limit it to the embodiments.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
Laufradbalance bike
22
Flügelwing
2b2b
Flügelrohlingwing blank
33
Nabenring, BodenscheibeHub ring, base plate
44
DeckringCover ring
66
Vorderkanteleading edge
77
Hinterkantetrailing edge
88
SpannweitenrichtungSpan direction
99
Nabenseitiges FlügelendeHub-side wing tip
1010
Befestigungsvorrichtung Laufrad-MotorImpeller-motor fastening device
1111
Seitenflankeside flank
1212
Zackenförmige AussparungenJagged recesses
13a13a
Deckringseitiges FlügelendeCover ring side wing tip
13b13b
Freies FlügelendeFree wing end
1414
EinströmöffnungInlet opening
1515
Abströmende des Nabenrings / der BodenscheibeOutflow end of the hub ring / base plate
1616
Abströmende des DeckringsOutflow of the cover ring
1717
Zentriervorrichtung Flügel - NabeCentering device wing - hub
1818
Zentriervorrichtung Flügel - DeckringCentering device wing - cover ring
1919
Zentriervorrichtung Flügel für PrägewerkzeugCentering device wing for embossing tool
2020
Übergangtransition
2424
ZackengrundZackengrund
2525
Im Wesentlichen gerade verlaufender BereichEssentially straight area
2626
Gezackter BereichJagged area
2828
Verrundung der Flügelhinterkante hin zur Saug- und/oder Druckseite des FlügelsRounding of the trailing edge of the wing towards the suction and/or pressure side of the wing
2929
WuchtbereichBalancing range
3030
WingletWinglet
bb
Breite der zackenförmigen AussparungWidth of the jagged recess
dd
Abstand zwischen den zackenförmigen AussparungenDistance between the jagged recesses
SS
Spannweite des FlügelsWingspan
tt
Tiefe der zackenförmigen AussparungDepth of the serrated recess
λWλW
Wellenlänge an der VorderkanteWavelength at the leading edge
γγ
Winkelangle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES CONTAINED IN THE DESCRIPTION

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Claims (11)

Flügel (2) für das Laufrad (1) eines Ventilators, insbesondere eines Axialventilators, Diagonalventilators oder Radialventilators, mit einer dreidimensional gekrümmten Hinterkante (7), wobei über den Verlauf der Hinterkante (7) in Spannweitenrichtung (8) mehrere zackenförmige Aussparungen (12) vorgesehen sind, wobei zwischen mindestens zwei benachbarten zackenförmigen Aussparungen (12) ein im Wesentlichen gerade verlaufender Bereich der Hinterkante (7) ausgebildet ist.Blade (2) for the impeller (1) of a fan, in particular an axial fan, diagonal fan or radial fan, with a three-dimensionally curved trailing edge (7), wherein a plurality of tooth-shaped recesses (12) are provided over the course of the trailing edge (7) in the spanwise direction (8), wherein a substantially straight region of the trailing edge (7) is formed between at least two adjacent tooth-shaped recesses (12). Flügel (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwischen den benachbarten zackenförmigen Aussparungen (12) im Wesentlichen gerade verlaufende Bereiche der Hinterkante ausgebildet sind.Wing (2) after Claim 1 , characterized in that substantially straight regions of the rear edge are formed between the adjacent tooth-shaped recesses (12). Flügel (2) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass nur in einem Abschnitt der Hinterkante (7) zackenförmige Aussparungen (12) ausgebildet sind.Wing (2) after Claim 1 or Claim 2 , characterized in that jagged recesses (12) are formed only in a section of the rear edge (7). Flügel (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Länge des im Wesentlichen gerade verlaufenden Bereichs in Spannweitenrichtung (8) mindestens der Hälfte einer mittleren Breite (b) der anliegenden zackenförmigen Aussparungen (12) entspricht, vorzugsweise für mindestens 75% aller Paare direkt benachbarter zackenförmiger Aussparungen (12) einer Hinterkante.Wing (2) according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that a length of the substantially straight region in the spanwise direction (8) corresponds to at least half of a mean width (b) of the adjacent serrated recesses (12), preferably for at least 75% of all pairs of directly adjacent serrated recesses (12) of a trailing edge. Flügel (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zackenförmigen Aussparungen (12) hin zum Flügelzentrum in einem spitzen Winkel (γ) zulaufen, vorzugsweise in einem Winkel zwischen 10° und 35°.Wing (2) according to one of the Claims 1 until 4 , characterized in that the tooth-shaped recesses (12) taper towards the wing center at an acute angle (γ), preferably at an angle between 10° and 35°. Flügel (2) nach Anspruch 5, wobei die zackenförmigen Aussparungen (12) an ihrem Zackengrund (24) verrundet sind.Wing (2) after Claim 5 , wherein the tooth-shaped recesses (12) are rounded at their tooth base (24). Flügel (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Flügel (2) für einen Axial- oder Diagonalventilator bestimmt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Flügelenden (13b) mit Winglets (30) ausgestattet sind, die vorzugsweise von der Druckseite zur Saugseite hin gebogen sein können.Wing (2) according to one of the Claims 1 until 6 , wherein the blades (2) are intended for an axial or diagonal fan, characterized in that the free blade ends (13b) are equipped with winglets (30) which can preferably be bent from the pressure side to the suction side. Laufrad (1) mit mindestens zwei, vorzugsweise drei bis neun Flügeln (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügel (2) einzeln oder das gesamte Laufrad (1) einteilig aus Kunststoff spritzgießtechnisch oder aus Aluminium druckgusstechnisch oder aus Blech stanztechnisch oder durch Laserschneiden und Prägen sowie Fügen/Verschweißen und/oder Ineinanderstecken von Laschen mittels Zentriervorrichtungen, etc. hergestellt sind/ist.Impeller (1) with at least two, preferably three to nine blades (2) according to one of the Claims 1 until 7 , characterized in that the blades (2) individually or the entire impeller (1) are manufactured in one piece from plastic by injection molding or from aluminum by die casting or from sheet metal by stamping or by laser cutting and embossing as well as joining/welding and/or inserting tabs into one another by means of centering devices, etc. Axialventilator oder Diagonalventilator, mit einer Nabe und sich von der Nabe nach außen erstreckenden Flügeln (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.Axial fan or diagonal fan, with a hub and blades (2) extending outwards from the hub according to one of the Claims 1 until 7 . Radialventilator mit einem Nabenring, einem Deckring und einem sich zwischen dem Nabenring und dem Deckring erstreckenden Laufrad, mit Flügeln (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6.Radial fan with a hub ring, a cover ring and an impeller extending between the hub ring and the cover ring, with blades (2) according to one of the Claims 1 until 6 . Axialventilator, Radialventilator oder Diagonalventilator, mit einem Flügel (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.Axial fan, radial fan or diagonal fan, with a blade (2) according to one of the Claims 1 until 7 .
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