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 fanInfo
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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
Die
Die Auslegeschrift
Weitere Flügel sind aus den Druckschriften
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
Der Abstand d der zackenförmigen Aussparungen kann vorzugsweise zudem in der Größenordnung der Tiefe t liegen, wobei
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
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1 in ebener Draufsicht ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Flügels, -
2 eine Detailansicht des Flügels aus1 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 aus3 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 der5 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 der7 im Bereich eines Abschnitts einer Flügelhinterkante.
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1 in plan view an embodiment of a wing according to the invention, -
2 a detailed view of the wing1 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 wheel3 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 the5 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 the7 in the area of a section of a wing trailing edge.
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
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
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
Die Ausführungsform gemäß
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
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
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.
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
In
Zur Bemessung der charakteristischen Größen der Hinterkante 7 mit dem gezackten Verlauf anhand der in
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
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
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
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
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
In
Allgemein kann als Linie des Flügelhinterkantenverlaufs, wie er gemäß
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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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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Claims (11)
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