[0001] Die Erfindung betrifft das Gebiet der Axial-Ventilatoren oder Axial-Lüfter. Solche Ventilatoren werden beispielsweise in Strassentunneln eingesetzt. Ein solcher Axial-Ventilator besteht in der Regel aus einem Rotor und einem Gehäuse mit einem Nachleitapparat. Der Rotor weist eine Anzahl von Schaufeln auf, die auf einer Laufradnabe angeordnet sind. Jede Schaufel besteht aus einem Schaufelblatt und einem Schaufelfuss.
[0002] Die Schaufel überträgt erhebliche Kräfte auf die Nabe, die einmal durch die Förderarbeit des Laufrades bestimmt werden, jedoch überwiegend durch die Fliehkraft der rotierenden Massen. Die Schaufel kann aus verschiedenen Materialien bestehen und auf verschiedene Weise hergestellt werden. Im vorliegenden Falle geht es wesentlich um gegossene Schaufeln, die zusammen mit einer Nabe aus identischen Klemmbacken, einer Tragscheibe und Wellennabe ein Laufrad bilden.
[0003] Es sind Laufräder bekannt, die wie folgt aufgebaut sind: Das Laufrad umfasst eine kreisrunde Tragscheibe. An der Tragscheibe sind die Schaufeln in gepressten Halbschalen durch Klemmung fixiert. Im Stillstand lassen sich die Schaufeln verdrehen, so dass bestimmte Schaufelwinkel eingestellt werden können.
[0004] Laufräder der genannten Art werden in grösseren Stückzahlen hergestellt. Bei starkem internationalem Wettbewerb und entsprechend hohem Kostendruck strebt man nach Lösungen, die kostengünstig, aber zugleich zuverlässig sind. Beim Betrieb von Axial-Ventilatoren kann es zu extremen Betriebsbedingungen kommen, die von solchen Ventilatoren ohne Ausfall der Funktion beherrscht werden müssen. Ein besonderer Extremfall liegt zum Beispiel dann vor, wenn es in einem extern belüfteten Tunnel zu einem Brand kommt. Entsprechend vorgegebener Sicherheitsvorschriften muss ein Ventilator mit all seinen Komponenten bei extrem hohen Temperaturen von beispielsweise 400 Grad über eine längere Zeitspanne hinweg noch voll betriebsfähig bleiben.
[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Laufrad anzugeben, das für einen Axial-Ventilator oder einen AxialLüfter einsetzbar ist, das allen Anforderungen bezüglich der Festigkeit und der Zuverlässigkeit im Betrieb genügt, und das sich kostengünstig herstellen lässt.
[0006] Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Demgemäss umfasst ein solches Laufrad die folgenden Bauteile:
eine Tragscheibe
mehrere Schaufeln mit je einem Schaufelfuss und einem Schaufelblatt
zum Einspannen des Schaufelfusses einer jeden Schaufel ist ein Paar von Klemmbacken vorgesehen
die beiden Klemmbacken eines jeden Klemmbackenpaares sind beidseits der Tragscheibe angeordnet und mit dieser verschraubt
alle Klemmbacken sind bezüglich ihrer Gestalt identisch, jedenfalls insoweit, dass sie gegeneinander austauschbar sind.
[0007] Die Tragscheibe und auch der Schaufelfuss einer Schaufel befinden sich sandwichartig zwischen zwei Klemmbacken eines Klemmbackenpaares.
[0008] Die Identität der Klemmbacken hat folgende Vorteile:
Gegenüber herkömmlichen Laufrädern sind die Einzelteile bezüglich ihrer Gestalt wesentlich vereinfacht. Die Klemmbacken werden als Pressteil in grösseren Stückzahlen hergestellt, so dass die Fertigung rationalisiert werden kann.
Wenn alle Klemmbacken miteinander identisch sind, kommt es nicht zu Verwechslungen beim Montieren.
Die Lagerhaltung wird einfacher.
Ein- und dasselbe Klemmbacken-Muster lässt sich auch für verschieden grosse Durchmesser des Laufrades verwenden. So ist beispielsweise eine Verwendung identischer Klemmbacken möglich bei folgender Nabendurchmesserreihe (Normzahlreihe R20):
<tb>Nabendurchmesser DN<sep>Aussendurchmesser DA min<sep>DA max
<tb>630<sep>900<sep>1600
<tb>710<sep>1000<sep>1700
<tb>800<sep>1120<sep>1800
<tb>900<sep>1250<sep>1900
<tb>1000<sep>1400<sep>2000
<tb>1120<sep>1500<sep>2100
<tb>1250<sep>1600<sep>2250
<tb>1400<sep>1800<sep>2400
[0009] Für die exemplarisch vorgenannte Nabendurchmesserreihe mit den dazugehörenden Laufrad-Abmessungen lassen sich jeweils dieselben Klemmbacken verwenden. Damit ergeben sich grosse Chancen für eine Mengenrationalisierung.
[0010] Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist im Einzelnen Folgendes dargestellt:
<tb>Fig. 1<sep>ist ein Ausschnitt aus einem Laufrad für einen Axial-Ventilator, in einem Axialschnitt, jedoch ohne Schaufel.
<tb>Fig. 2<sep>ist eine Draufsicht in Blickrichtung A in Fig. 1.
[0011] In Fig. 1 erkennt man im Einzelnen eine Tragscheibe 1. Diese ist im vorliegenden Falle kreisrund. Sie ist mit einer antreibbaren Wellennabe 2 drehfest verbunden. Siehe die Zentralschrauben 3 und die Unterlegscheibe 4.
[0012] Beidseits der Tragscheibe befindet sich je eine Klemmbacke 5.1 und 5.2. Beide Backen sind von absolut identischer Gestalt. Sie schliessen einen radial äusseren Bereich der Tragscheibe 1 sandwichartig zwischen sich ein. Tragscheibe 1, Klemmbacken 5.1 und Klemmbacken 5.2 sind mittels einer Durchsteckschraube 6 sowie mittels zweier Distanzstücke 7.1 und 7.2 sowie einer Spannhülse 7.3 zur Übertragung der Fliehkräfte auf die Tragscheibe fest miteinander verbunden.
[0013] Die beste Lösung besteht darin, dass sämtliche Klemmbacken eine absolut identische Gestalt haben. Es sind aber auch Abweichungen denkbar. So ist es möglich, allein die Klemmbacken eines Klemmbackenpaares miteinander identisch zu machen.
[0014] Die beiden Klemmbacken 5.1 und 5.2 bilden miteinander ein Aufnahmenest 8 zur Aufnahme des Fusses einer hier nicht dargestellten Schaufel. Bei der Montage wird der Schaufelfuss in das Aufnahmenest 8 eingesetzt, solange die Durchsteckschraube 6 und die Klemmschrauben 10 noch nicht angezogen sind. Dabei lässt sich die Schaufel um ihre eigene Längsachse verdrehen, womit sich der Schaufelwinkel einstellen lässt.
[0015] Wie man sieht, ist jeder Klemmbacken 5.1, 5.2 in seinem radial äusseren Bereich nach aussen abgeknüpft und bildet eine Schürze 5.1.1 beziehungsweise 5.2.1. Die Schürze verläuft annähernd senkrecht zur Tragscheibenebene, so dass die Schürzen aller Klemmteile auf jeder Seite einen umlaufenden Nabenring zur Strömungsführung bilden.
[0016] Man erkennt eine Anströmhaube 9. Diese ist auf der einen Seite der Tragscheibe 1 aufgesetzt, und zwar derart, dass sie mit der Schürze 5.1.1 einen bündigen Übergang bildet.
[0017] Aus Fig. 2 erkennt man wiederum die Tragscheibe 1 - siehe deren Aussenumfang 1.1. Es versteht sich, dass unter dem Ausdruck "Tragscheibe" jedes Gebilde zu verstehen ist, das deren Funktion übernehmen könnte. Somit wäre auch ein Speichenrad denkbar.
[0018] Man erkennt ferner die Durchsteckschrauben 6 mit den Distanzstücken 7.1, 7.2 und die Spannhülse 7.3.
[0019] Man erkennt die Klemmbacken 5.2, die sich in Fig. 1 auf der rechten Seite der Tragscheibe 1 befindet. Die Klemmbacken weisen Ausbuchtungen 5.2.3 und 5.2.4 auf. Dabei überlappt jeweils eine Ausbuchtung 5.2.3 des einen Klemmbackens eine Ausbuchtung 5.2.4 des benachbarten Klemmbackens. Im Überlappungsbereich weisen die Klemmbacken Langlöcher auf. Diese dienen zur Aufnahme von Klemmschrauben 10, die sich radial ausserhalb des Aussenumfangs 1.1 der Tragscheibe 1 befinden und die die beiden einander gegenüberliegenden Klemmbacken 5.1 und 5.2 eines Klemmbackenpaares miteinander verbinden. Diese beiden weiter aussen liegenden Klemmschrauben 10 bringen die Klemmkraft zum Einspannen des Fusses einer Schaufel auf. Naturgemäss müssen bei der Montage der einzelnen Schaufeln auch die Klemmschrauben 10 nacheinander angezogen werden.
[0020] Eine Überlappung einander benachbarter Klemmbacken findet nicht nur im Bereich der Ausbuchtungen 5.2.3 und 5.2.4 statt, sondern auch im radial äussersten Bereich der Schürzen 5.2.1.
[0021] Die Klemmbacken 5.1 und 5.2 lassen sich aufgrund ihrer identischen Gestaltung bei Schaufelrädern unterschiedlicher Durchmesser einsetzen. Dabei braucht nur die Tragscheibe 1 im Durchmesser verändert zu werden, gegebenenfalls auch die Welle 2. Wichtig ist, dass die Klemmbacken 5.1 und 5.2 stets gleich bleiben.
[0022] Die Klemmbacken 5.1 und 5.2 sind vorzugsweise Pressteile, Gussteile oder Schmiedeteile, desgleichen die Schaufeln.
Bezugszeichenliste
[0023]
<tb>1<sep>Tragscheibe
<tb>1.1<sep>Aussenumfang der Tragscheibe
<tb>2<sep>Wellennabe
<tb>3<sep>Zentralschrauben
<tb>4<sep>Unterlegscheiben
<tb>5.1<sep>Klemmbacken
<tb>5.2<sep>Klemmbacken
<tb>5.1.1<sep>Schürze
<tb>5.2.1<sep>Schürze
<tb>5.2.3<sep>Ausbuchtung
<tb>5.2.4<sep>Ausbuchtung
<tb>6<sep>Durchsteckschraube
<tb>7.1<sep>Distanzstück
<tb>7.2<sep>Distanzstück
<tb>8<sep>Aufnahmenest
<tb>9<sep>Anströmhaube
<tb>10<sep>Klemmschrauben
The invention relates to the field of axial fans or axial fans. Such fans are used for example in road tunnels. Such an axial fan usually consists of a rotor and a housing with a Nachleitapparat. The rotor has a number of blades disposed on an impeller hub. Each blade consists of a blade and a blade root.
The blade transmits considerable forces to the hub, which are determined once by the conveying work of the impeller, but mainly by the centrifugal force of the rotating masses. The blade can be made of different materials and made in different ways. In the present case, it is essential to cast blades, which together with a hub of identical jaws, a support plate and shaft hub form an impeller.
There are known wheels, which are constructed as follows: The impeller comprises a circular support plate. On the support disk, the blades are fixed in pressed half-shells by clamping. At standstill, the blades can be rotated, so that certain blade angles can be adjusted.
Wheels of the type mentioned are produced in larger quantities. In the face of strong international competition and correspondingly high cost pressure, efforts are being made to find solutions that are both cost-effective and reliable. The operation of axial fans can lead to extreme operating conditions, which must be controlled by such fans without loss of function. For example, a particularly extreme case occurs when a fire breaks out in an externally ventilated tunnel. In accordance with prescribed safety regulations, a fan with all its components must remain fully operational at extremely high temperatures of, for example, 400 degrees over an extended period of time.
The invention has for its object to provide an impeller that can be used for an axial fan or an axial fan that meets all requirements in terms of strength and reliability in operation, and can be produced inexpensively.
This object is solved by the features of claim 1. Accordingly, such an impeller comprises the following components:
a support disc
several blades, each with a blade root and a blade
for clamping the blade root of each blade a pair of jaws is provided
The two jaws of each jaw pair are arranged on both sides of the support plate and screwed to it
all jaws are identical in their shape, at least insofar as they are interchangeable.
The support disc and also the blade root of a blade are sandwiched between two jaws of a jaw pair.
The identity of the jaws has the following advantages:
Compared to conventional wheels, the items are considerably simplified in terms of their shape. The jaws are produced as a pressed part in larger quantities, so that the production can be rationalized.
If all the jaws are identical to each other, there is no confusion when mounting.
Warehousing becomes easier.
One and the same jaw pattern can also be used for different diameters of the impeller. For example, it is possible to use identical clamping jaws with the following hub diameter series (standard number series R20):
<tb> Hub diameter DN <sep> Outer diameter DA min <sep> DA max
<Tb> 630 <sep> 900 <sep> 1600
<Tb> 710 <sep> 1000 <sep> 1700
<Tb> 800 <sep> 1120 <sep> 1800
<Tb> 900 <sep> 1250 <sep> 1900
<Tb> 1000 <sep> 1400 <sep> 2000
<Tb> 1120 <sep> 1500 <sep> 2100
<Tb> 1250 <sep> 1600 <sep> 2250
<Tb> 1400 <sep> 1800 <sep> 2400
For example, the aforementioned hub diameter with the associated impeller dimensions can be used in each case the same jaws. This creates great opportunities for volume rationalization.
The invention is explained in more detail with reference to the drawing. It details the following:
<Tb> FIG. 1 <sep> is a section of an impeller for an axial fan, in an axial section, but without a blade.
<Tb> FIG. 2 <sep> is a plan view in the direction A in FIG. 1.
In Fig. 1 can be seen in detail a support plate 1. This is circular in the present case. It is rotatably connected to a driven shaft hub 2. See the central screws 3 and the washer 4.
On both sides of the support disc is ever a jaw 5.1 and 5.2. Both jaws are of absolutely identical shape. They sandwich a radially outer region of the support disk 1 between them. Support disc 1, jaws 5.1 and jaws 5.2 are connected by means of a through-bolt 6 and two spacers 7.1 and 7.2 and a clamping sleeve 7.3 for transmitting the centrifugal forces on the support disc firmly together.
The best solution is that all jaws have an absolutely identical shape. But there are also deviations conceivable. So it is possible to make the jaws of a pair of jaws alone identical.
The two jaws 5.1 and 5.2 together form a receiving test 8 for receiving the foot of a blade, not shown here. During assembly, the blade root is inserted into the receiving test 8, as long as the through-bolt 6 and the clamping screws 10 are not yet tightened. In this case, the blade can be rotated about its own longitudinal axis, whereby the blade angle can be adjusted.
As you can see, each jaw 5.1, 5.2 is knotted outwardly in its radially outer region and forms a skirt 5.1.1 or 5.2.1. The skirt runs approximately perpendicular to the support plate plane, so that the aprons of all clamping parts on each side form a circumferential hub ring for flow guidance.
This is attached to one side of the support plate 1, in such a way that it forms a flush transition with the skirt 5.1.1.
From Fig. 2 can be seen again the support plate 1 - see the outer circumference 1.1. It is understood that the term "support disk" is understood to mean any structure which could assume its function. Thus, a spoked wheel would be conceivable.
It also recognizes the through-bolts 6 with the spacers 7.1, 7.2 and the clamping sleeve 7.3.
It can be seen the jaws 5.2, which is located in Fig. 1 on the right side of the support plate 1. The jaws have bulges 5.2.3 and 5.2.4. In each case, a bulge 5.2.3 of the one jaw overlaps a bulge 5.2.4 of the adjacent jaw. In the overlap area, the jaws have slots. These serve to receive clamping screws 10, which are located radially outside the outer circumference 1.1 of the support disk 1 and connect the two opposing jaws 5.1 and 5.2 of a pair of jaws together. These two outer clamping screws 10 bring the clamping force for clamping the foot of a blade. Naturally, the clamping screws 10 must be tightened in succession during assembly of the individual blades.
An overlap of adjacent clamping jaws takes place not only in the region of the bulges 5.2.3 and 5.2.4, but also in the radially outermost region of the aprons 5.2.1.
The jaws 5.1 and 5.2 can be used due to their identical design in paddle wheels of different diameters. It only needs the support plate 1 to be changed in diameter, possibly also the shaft 2. It is important that the jaws 5.1 and 5.2 always remain the same.
The jaws 5.1 and 5.2 are preferably pressed parts, castings or forgings, as well as the blades.
LIST OF REFERENCE NUMBERS
[0023]
<Tb> 1 <sep> support disk
<tb> 1.1 <sep> Outer circumference of the carrier disc
<Tb> 2 <sep> shaft hub
<Tb> 3 <sep> Central screw
<Tb> 4 <sep> Washers
<Tb> 5.1 <sep> jaws
<Tb> 5.2 <sep> jaws
<Tb> 5.1.1 <sep> Apron
<Tb> 5.2.1 <sep> Apron
<Tb> 5.2.3 <sep> bulge
<Tb> 5.2.4 <sep> bulge
<Tb> 6 <sep> through-bolt
<Tb> 7.1 <sep> spacer
<Tb> 7.2 <sep> spacer
<Tb> 8 <sep> Recording Nest
<Tb> 9 <sep> Anströmhaube
<Tb> 10 <sep> clamping screws