Verfahren zur Reihenherstellung von Kreiselgebläsen für die Aufladung von Verbrennungsmotoren. Werden Verbrennungsmotoren mit Auf ladegebläse aufgeladen, so ist es sehr wesent lich, dass der Wirkungsgrad der Auflade gruppen so hoch wie möglich ist, denn je grösser der Wirkungsgrad, um so höher kann die Aufladung getrieben werden bezw. um so mehr Luftüberschuss ist für die Spülung ver fügbar. Die Spülung ist aber für das gute Arbeiten eines aufgeladenen Motors von grösster Bedeutung.
Anderseits ist es bekannt, dass die Wir kungsgradkurve eines Kreiselgebläses ver hältnismässig spitz ist, das heisst der Wir kungsgrad ist nur in einem ziemlich engen Bereich hoch, und fällt auf beiden Seiten rasch ab. Dazu kommt noch, dass der brauch bare Arbeitsbereich eines Gebläses gegen kleinere Fördermengen zu durch die Pwnp- grenze beschränkt ist.
Will man also eine vorteilhafte Ruf ladung erreichen, so ist es unbedingt notwen dig, das Gebläse den jeweiligen Betriebsver hältnissen ziemlich genau anzupassen. Han delt es sich dabei um ein Gebläse, das für den Anbau an einen bestimmten Motor hergestellt wird, so macht diese Anpassung an sich keine Schwierigkeiten, denn man kann in diesem Fall das Gebläse durch Berechnung und durch Versuche dem Motor genau anpassen.
Ganz anders liegt jedoch die Frage, wenn Turbolader reihenmässig hergestellt werden müssen und für alle möglichen verschiedenen Motoren verwendet werden sollen. In diesem Fall ist unbedingt notwendig, die Lader in grösserer Anzahl genau gleich herzustellen, weil eine wirtschaftliche Fabrikation anders nicht möglich ist. Trotzdem müssen die Ge bläse aber unbedingt den verschiedenen Moto ren angepasst werden können.
Bisher bestand die einzige Möglichkeit darin, zu jeder Typengrösse eine ganze Reihe Gebläseräder und -diffusoren herzustellen und auf Lager zu halten, um dann bei jeder Bestellung die entsprechenden Räder und Diffusoren in das Gebläse einzubauen. Es ist klar, dass damit der Zweck der Reihenherstellung zu einem grossen Teil wieder zunichte gemacht wurde.
Eine wesentliche Besserung kann nun er reicht werden, wenn man erfindungsgemäss die Gehäuse der Gebläse in. einer abgestuften Reihe von Typengrössen herstellt, bei der das Verhältnis der kleinsten Fördermenge einer Typengrösse zu jener der nächstkleineren Typengrösse mindestens 1,25 beträgt, und dass zu jeder Gehäusetypengrösse Laufräder und Diffusoren angefertigt werden, welche Lauf räder und Diffusoren wenigstens einen Teil des Fördermengenbereiches ihrer Gehäuse typengrösse zugeordnet und für die kleinste Fördermenge ihres Teilbereiches ausgebildet sind,
und dass die Fördermenge des Gebläses später erst durch Zurückarbeiten der Ein trittskanten mindestens einer der beiden Schaufelarten (umlaufende und feststehende) dem aufzuladenden Motor angepasst wird. Die Zeichnung zeigt beispielsweise, wie dieses Anpassungsverfahren an einem R.adial- ra.d praktisch ausgeübt werden kann.
Fig. 1 zeigt ein Schnittbild eines Gebläse rades. Fig. 2 zeigt, wie der Eintritt in das Gebläserad durch Abdrehen der Eintritts kante grösseren Mengen angepasst wird. (Grö sseren Mengen entsprechen grössere Eintritts winkel.) Fig. 3 zeigt dasselbe analog Fig. 2, jedoch für Diffusoren.
Das Gebläserad, Fig. 1, hat Schaufeln a mit radialem Austritt; die Eintrittskanten, Fig. 2, der Schaufeln sind dagegen in der Drehrichtung vorwärts gekrümmt und schlie ssen zwischen sich diffusorenartige Zwischen räume ein, in denen die relative Eintritts geschwindigkeit der Luft in Druck umge setzt wird. Der engste Eintrittsquerschnitt senkrecht zur Strömungsrichtung zwischen den Schaufeln bestimmt praktisch die wirt schaftliche Fördermenge des Rades, denn sobald der Eintritt nicht mehr stossfrei ist, nehmen die Eintrittsverluste rasch zu.
Darauf begründet sich nun das vorlie gende Anpassungsverfahren, denn, wenn man die Eintrittskante z. B. auf die punktiert ge zeichnete Linie b-b der Fig. 2 auf einer Drehbank zurückdreht, so wird offenbar die Eintrittsöffnung senkrecht zur Strömungs richtung mit dem Zurückdrehen der Schau feln ständig zunehmen, und dementsprechend wächst auch die wirtschaftliche Fördermenge.
Ganz analog können auch die Diffusoren- schaufeln c der Fig. 3 behandelt werden. Bei radialer Beschauflung des Laufrades ist be kanntlich der Drall der austretenden Luft von der Fördermenge unabhängig, so dass auch hier die Üffnung zwischen den Diffu- sorenschaufeln der wirtschaftlichen Förder menge angenähert proportional sein muss, damit der Diffusor mit bestem Wirkungs grad bei stossfreiem Eintritt arbeiten kann.
Der Diffusor muss also ebenfalls für die kleinste Luftmenge des entsprechenden Ge häusetyps hergestellt und auf Lager gelegt werden. Die Anpassung an die jeweilige Fördermenge geschieht auch hier durch ein- faches Abdrehen der Sehaufeleintrittskante, z. B. auf die punktiert gezeichnete Linie d--d.
Man braucht also in der Regel zu jeder Gehäusety pengrösse nur ein Gebläserad und einen Diffusor herzustellen und auf Lager zu legen, die nachträgliche Anpassung jedoch durch von Fall zu Fall verschiedene Nach arbeit der fertigen Stücke zu erreichen.
Ist das Gebläserad mit zugehörigem Diffusor im ursprünglichen Zustande für die kleinste För dermenge der betreffenden Gehäusetypen grösse ausgelegt, so zeigt sich, dass es iri diesem Fall möglich ist, durch einfaches Nacharbeiten der Eintrittskanten der Rad- und Diffusorenscliaufeln die wirtschaftliche Fördermenge innerhalb eines ziemlich grossen Bereiches kontinuierlich zu vergrössern.
Vor teilhaft beträut der Austrittswinkel der Laufradschaufeln annähernd 90 Grad, weil die Förderhöhe bei einem solchen Rad über einen grossen Mengenbereich gleich bleibt. (Voraussetzung ist die Anpassung der Ein trittskante.) Räder mit nach dem Austritt hin stark. zurückgebogenen Schaufeln sind dann geeignet, wenn die mit zunehmender Menge fallende Förderhöhe durch eine etwas höhere Drehzahl ausgeglichen wird. Wenn man da gegen die Eintrittskanten zurückdreht, so zeigt sieh, dass die wirtschaftliche Förder menge in ziemlich weiten Grenzen verschoben werden kann, ohne dass der Wirkungsgrad leidet.
Es ist klar, dass dem Grindt;edanken der Erfindung auch dann kein Abbruch ge schieht, wenn z. B. aus Gründen der Zweck mässigkeit zu jeder Gehäusetypengrösse zwei Laufräder und Diffusoren auf Lager gelegt werden, wobei das eine Paar nur für die obere Hälfte des Typenbereiches verwendet und innerhalb desselben erfindungsgemäss ange- passt wird, denn es zeigt sich praktisch, dass es nicht immer möglich ist, den ganzen Typenbereich mit einem einzigen Rad- und Diffusorenmodell wirtschaftlich zu decken.
Dies trifft erfindungsgemäss dann zu, wenn das Verhältnis der kleinsten Fördermenge einer Typengrösse zu jener der nächstkleineren Typengrösse mehr als 1,5 beträgt. Wesentlich ist, dass die einzelnen Paare von Laufrädern und Diffusoren, mindestens aber die einen, innerhalb ihres Verwendungsbereiches durch Nacharbeit der Eintrittskanten verschiedenen Bedürfnissen angepasst werden.
Process for the series production of centrifugal fans for supercharging internal combustion engines. If internal combustion engines are charged with a supercharger, it is very essential that the efficiency of the supercharger groups is as high as possible, because the greater the efficiency, the higher the charge can be driven or. the more excess air is available for flushing. Flushing is of the utmost importance for the good functioning of a charged engine.
On the other hand, it is known that the efficiency curve of a centrifugal fan is relatively sharp, that is, the efficiency is only high in a fairly narrow range, and drops rapidly on both sides. In addition, the usable working range of a blower against smaller flow rates is limited by the Pwnp limit.
So if you want to achieve an advantageous call charge, it is absolutely necessary to adjust the blower to the respective Betriebsver ratios pretty precisely. If it is a fan that is manufactured for attachment to a specific motor, this adaptation does not in itself cause any difficulties, because in this case the fan can be precisely adapted to the motor through calculations and experiments.
The question is quite different, however, when turbochargers have to be manufactured in series and are to be used for all possible different engines. In this case it is absolutely necessary to manufacture the loaders in a larger number in exactly the same way, because an economical production is not possible otherwise. Nevertheless, it is essential that the fans can be adapted to the various motors.
Up to now the only possibility was to manufacture a whole series of impellers and diffusers for each type size and keep them in stock so that the appropriate wheels and diffusers can be installed in the fan with every order. It is clear that the purpose of serial production was largely nullified.
A significant improvement can now be achieved if, according to the invention, the fan housings are manufactured in a graduated series of type sizes, in which the ratio of the smallest flow rate of one type size to that of the next smaller type size is at least 1.25, and that for each type of housing size Impellers and diffusers are made, which impellers and diffusers are assigned to at least a part of the flow rate range of their housing type size and are designed for the smallest flow rate of their sub-range,
and that the flow rate of the blower is later adjusted to the motor to be charged by working back the entry edges of at least one of the two types of blades (rotating and fixed). The drawing shows, for example, how this adjustment procedure can be practiced on a R.adial- ra.d.
Fig. 1 shows a sectional view of a fan wheel. Fig. 2 shows how the entry into the fan wheel is adapted to larger quantities by turning the entry edge. (Larger quantities correspond to larger entry angles.) FIG. 3 shows the same as in FIG. 2, but for diffusers.
The impeller, Fig. 1, has blades a with a radial outlet; the leading edges, FIG. 2, of the blades, however, are curved forward in the direction of rotation and include diffuser-like spaces between them, in which the relative entry speed of the air is converted into pressure. The narrowest inlet cross-section perpendicular to the flow direction between the blades practically determines the economic flow rate of the wheel, because as soon as the inlet is no longer smooth, the inlet losses increase rapidly.
This is what the present adjustment procedure is based on, because if you move the leading edge z. B. rotates back on the dotted ge drawn line b-b of Fig. 2 on a lathe, the inlet opening is apparently perpendicular to the flow direction with the turning back of the blades constantly increasing, and accordingly the economic flow rate increases.
The diffuser blades c of FIG. 3 can also be treated quite analogously. In the case of radial blading of the impeller, the swirl of the exiting air is known to be independent of the flow rate, so that here too the opening between the diffuser blades must be approximately proportional to the economic flow rate so that the diffuser can work with the best efficiency with a shock-free entry .
The diffuser must therefore also be manufactured for the smallest amount of air of the corresponding housing type and placed in stock. The adjustment to the respective delivery rate is also done here by simply turning off the saw blade leading edge, e.g. B. on the dotted line d - d.
So you usually only need to produce a fan wheel and a diffuser for each housing type pen size and put them in stock, but to achieve the subsequent adjustment by reworking the finished pieces differently from case to case.
If the impeller with the associated diffuser is designed in its original state for the smallest delivery volume of the housing types in question, it becomes apparent that in this case it is possible to achieve the economical delivery volume within a fairly large range by simply reworking the leading edges of the wheel and diffuser blades to increase continuously.
Before geous, the exit angle of the impeller blades is approximately 90 degrees, because the delivery head in such a wheel remains the same over a large quantity range. (The prerequisite is the adjustment of the entry edge.) Wheels with strong after the exit. Buckets that are bent back are suitable if the head, which decreases with increasing volume, is compensated for by a slightly higher speed. If you turn back against the leading edge, you can see that the economic delivery rate can be shifted within fairly wide limits without affecting the efficiency.
It is clear that the Grindt; thanks to the invention does not stop ge if z. B. for reasons of expediency, two impellers and diffusers are placed in stock for each housing type size, the one pair only being used for the upper half of the type range and being adapted according to the invention within it, because it is practically evident that it is not always it is possible to cover the entire type range economically with a single wheel and diffuser model.
According to the invention, this applies when the ratio of the smallest delivery rate of a type size to that of the next smaller type size is more than 1.5. It is essential that the individual pairs of impellers and diffusers, but at least one of them, are adapted to different requirements within their area of use by reworking the leading edges.