CN105889120A - 通风机叶片及用于通风机叶片的紧固机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通风机叶片及用于通风机叶片的紧固机构。尤其是，本发明建议了一种用于将尤其是排烟风机的通风机叶片(1)的叶片部分(2)固定在通风机轮毂上的紧固机构(3)，并且建议了一种通风机叶片(1)，其中它们在高温下也保证高抗拉强度并且能够以尽量减轻重量的方式制造紧固机构(3)和通风机叶片(1)，其中，所述紧固机构具有联接部(5)，所述联接部(5)被构成用于与所述通风机叶片(1)的叶片部分(2)产生抗拉联接，所述联接部能够基本布置在所述叶片部分(2)之内。

Description

通风机叶片及用于通风机叶片的紧固机构

本发明申请是申请号为201080009131.6(国际申请号PCT/EP2010/001186)、申请日为2010年2月26日、发明名称为“通风机叶片及用于通风机叶片的紧固机构”的发明申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种紧固机构，其用于将尤其是排烟风机的通风机叶片的叶片部分固定在通风机轮毂上。

本发明还涉及尤其用于排烟风机的通风机叶片，其包括紧固机构以及叶片部分，该紧固机构用于将通风机叶片固定在通风机轮毂上。

背景技术

用于地铁或隧道和/或封闭式车辆建筑物如地下车库的通风机必须在很长的使用期间内在截然不同的负荷条件和环境条件下可靠工作。通风机一般设计安装在地铁、隧道或者地下车库中，用于工作许多年或者几十年。尤其在地铁或隧道中使用呈排烟风机形式的通风机时，在地铁运营商或隧道运营商方面存在对通风机高温可使用性的要求，这种高温就像尤其在火灾时出现的那样。这些要求有时是法律规定的。

另一方面，如常见的那样，力求尽量节省材料地有利地制造通风机。通风机通常按其基本结构包括通风机轮毂，在通风机轮毂上沿径向装有多个上述类型的通风机叶片。上述类型的通风机叶片的固定借助上述类型的紧固机构进行，该紧固机构大多构成为叶片底座部。

以上述对通风机的一般要求为背景，知道了各种不同的通风机。为保持轻重量，知道了以下的通风机，其通风机叶片由铝或者铝合金实心铸成。但是，铝制通风机叶片的缺点是其在高于约300℃温度时的有限可用性。铝的抗拉强度在上述温度时显著降低，从而铝逐渐开始流动。特殊的铝合金如砂铸合金也不能明显改善这种不足。铝的这种不利性能可能导致由铸铝制成的通风机叶片在就像例如在火灾时可能出现的高温下脱离轮毂。

因为这种铝制通风机叶片的不足，在现有技术中，对于高负荷就是说高转速和/或叶片很长的排烟风机，采用了实心钢铸通风机叶片。但不利的是，带有实心铸钢叶片的通风机很笨重。

DE 10 2004 010 397 A1公开一种用于通风机叶轮的叶片，其中由坚韧的高强度材料制成的内部支承件被由铝或相似的轻金属合金构成的外构件浇注包围，使得内部支承件埋设在其中。内部支承件本身由两块板构成，这两块板如此通过形成在每块板上的缝隙相互插接，即它们在叶片轴线的观看方向上相互形成一个直角。已知的叶片如此与轮毂联接，即，叶片通过紧配合被夹持在两个轮毂体之间。为此，必然不利地存在呈铸件形式的两个轮毂体，或者它们必须成本高昂地构成为焊接结构。这尤其对大型通风机的单件生产或小批量生产不利。

发明内容

因此，本发明的任务是提供一种紧固机构，其用于将尤其是排烟风机的通风机叶片的叶片部分固定在通风机轮毂上，本发明的任务还在于提供一种通风机叶片，所述紧固机构和所述通风机叶片避免了上述问题。尤其是，利用本发明的紧固机构和本发明的通风机叶片能够在高温和高速运转时保证高抗拉强度，其中该紧固机构和通风机叶片能够尽量减轻重量地制成。此外，该紧固机构应该可以成本低廉地制造，尤其是也适用于经济地单件生产。

根据本发明，该任务在上述类型的紧固机构方面是如此完成的，即，所述紧固机构具有联接部，该联接部被构成用于与通风机叶片上的叶片部分产生抗拉联接，该联接部基本上能够安置在叶片部分之内。就是说，本发明有利地提出，该紧固机构至少在制造过程中与真正的通风机叶片分开地构成。这有利地允许选择对于通风机叶片在通风机轮毂上的固定的最佳材料，而且与选择通风机叶片区域的最佳材料无关。尤其是，可以有利地选择由具有优异高温抗拉强度和良好高温持续耐用性的材料构成的紧固机构。为此，同时可以给通风机叶片选择非常轻的材料，而不会由此总体上不利影响到通风机的稳固性。

根据本发明，特别有利的是，紧固机构设计成与通风机叶片的叶片部分铸造在一起。在此情况下，本发明的紧固机构可以被用于将实心的铸造通风机叶片固定在相应的通风机轮毂上。本发明紧固机构的联接部铸入通风机叶片保证了通风机叶片与紧固机构的牢固联接、进而间接与通风机轮毂牢固联接。

根据本发明，对通风机的高温抗拉强度和持久耐用性特别有利的是，本发明的紧固机构基本上由钢制成。

在本发明紧固机构的优选实施方式中，联接部基本上呈扁平状和/或板状和/或锥形。当紧固机构与通风机叶片铸造在一起时，尤其是紧固机构的板状结构允许制造出与通风机叶片的抗拉联接。

在本发明紧固机构的优选实施方式中，如果基本沿径向取向的联接部边界中的至少一个边界在轴向投影和/或径向投影具有蜿蜒的形状，那么通风机叶片的叶片部分和紧固机构的联接部之间的抗拉联接是非常稳固地构成的。由此，非常耐用地构成了例如钢制的紧固机构通过铸造与通风机叶片的例如铝制的叶片部分的联接。例如，边缘可以具有锯齿或类似结构。

通过以下措施——即该形状根据本发明基本呈锯齿形状，在将紧固机构和通风机叶片铸造在一起时获得了倒钩形式的联接。如此定向锯齿形状是合适的，即，在所述锯齿形状的情况下反作用于在工作中在通风机叶片和本发明紧固机构之间的径向朝外的作用力。

当本发明紧固机构与通风机叶片铸制在一起时，在本发明的另一有利实施方式中，通过下述措施获得非常抗拉的联接：该联接部的宽度是沿径向变化的。

在本发明的另一个有利实施方式中，为此目的，联接部的宽度至少在局部是以在径向向外的方向上缩小的方式构成的。

当联接部具有多个缺口尤其是具有多个孔时，在本发明范围内获得在紧固机构和通风机叶片之间的联接和抗拉的进一步改善。当紧固机构和通风机叶片铸造在一起时，缺口起到紧固环的作用。在本发明范围内，可以实现不同的缺口实施方式。例如，可以设有两排基本相互平行延伸的沿径向排列的孔。在本发明的其它紧固机构中已经证明了，沿紧固机构径向轴线的唯一一个孔是有利的。

根据本发明的一个有利的变型，联接部具有弯曲(Verwindung)，在这里，所述弯曲优选匹配于通风机叶片的叶片部分的弯曲。通过这种方式，该紧固机构可以根据经验有利地像骨架一样被用于轴向通风机叶片，该通风机叶片具有出于空气动力学原因而弯曲的形状。

如果在本发明的其它有利实施方式中，该紧固机构具有底座部，该底座部沿径向与联接部相接并且带有基本沿径向延伸的、用于将通风机叶片固定在通风机轮毂上的细长形紧固件，那么就非常有利地借助本发明紧固机构将通风机叶片固定在通风机轮毂上。该紧固件可以构成为具有筒状或锥形支座的叶片销。径向延伸的紧固件可以构成为车制的叶片销。叶片销可以与紧固机构的联接部一体地构成，或者可以与联接部例如焊接在一起。因此该轮毂可以成本有利地一体构成，在这里，只需要在径向上设置容纳孔，用于插入本发明紧固机构的底座部。在本发明范围内也可以实现在底座部和容纳孔之间的螺纹连接。为此，可以在底座部区域内形成外螺纹。

底座部在本发明的另一个有利实施方式中可以由第一锥形部分和优选在径向上与之相接的第二锥形部分组成，尤其是第二锥形部分的直径小于第一锥形部分。

在本发明的另一个优选实施方式中，一个支座在径向上与相对第一锥形部分缩小的第二锥形部分相接。

在本发明的改进方案中，该支座可以呈圆柱形支座形式，尤其是与第一和/或第二锥形部分刚性联接。当通过简单地将底座部插入轮毂内的合适的孔中而在轮毂上安装本发明的通风机叶片时，该支座有利地用于防止联接部相对于叶片部分被预紧。

为避免通风机叶片在利用本发明的紧固机构被固定在通风机轮毂上时获得预应力，可以在本发明范围内给底座部配设用于将紧固机构和通风机轮毂拧固在一起的防松螺母。重要的是，该防松螺母与紧固机构牢固联接，以有效避免通风机叶片的预应力损失。

在本发明的其它有利实施方式中，紧固机构在径向朝外的方向上缩小地构成，尤其是基本呈锥形缩小地构成。该措施也尤其在与通风机叶片铸造在一起时，导致这些构件之间的抗拉联接。

在本发明的另一实施方式中，联接部的宽度可以至少在局部在径向朝外的方向上减小。例如，紧固部可以具有圣诞树轮廓的平板形状。

本发明的任务还通过尤其用于排烟风机的通风机叶片来完成，该通风机叶片具有叶片部分和用于将通风机叶片固定在通风机轮毂上的紧固机构，其中，该紧固机构基本上由不同于叶片部分的材料制成。通过该措施，可以选择具有更高高温抗拉强度和良好高温持久耐用性的材料用于紧固机构。另一方面，可以选择以下材料用于叶片部分，该材料是按照其它判断标准(例如为了减轻重量)来选择的。

在本发明范围内，该紧固机构最好与叶片部分一起铸造构成。

在特别适用于排烟风机的本发明通风机叶片的实施方式中，叶片部分由密度比钢小的材料制成，尤其是由铝制造。由此，通风机可以在保留所需要的高温下的高抗拉强度的同时，保持轻的重量。

附图说明

将参照附图来举例说明本发明的一个优选实施方式，在这里，从附图的视图中可以得到其它有利的细节。

给功能相同的构件规定了相同的附图标记。附图具体示出了：

图1以局部剖视图示出了带有本发明紧固机构的本发明通风机叶片；

图2中的(a)以俯视图，而(b)以侧视图示出了根据图1的通风机叶片的本发明紧固机构；

图3示出带有焊上的防松螺母的本发明紧固机构的另一实施方式；

图4以立体图示出带有锥形支座的本发明紧固机构的另一实施方式；

图5示出了带有沉头螺母的本发明紧固机构的另一实施方式；以及

图6示出了通风机轮毂的轴向截面，其具有安装在其中的本发明通风机叶片。

附图标记列表

1 通风机叶片

2 叶片部分

3 紧固部

4 底座部

5 联接部

6 锯齿

7 尖头

8 径线

9 孔

10 锥形部分

11 锥形部分

12 柱形支座

13 锥形支座

14 楔形部分

15 沉头螺母

16 轴线

17 通风机轮毂

18 孔

19 防松螺母

具体实施方式

附图在俯视图中示意示出了包括叶片部分2和紧固部3的通风机叶片1。该视图是局部剖视图。以下，径向总是指关于通风机叶片的径向，对应于图1的叶片部分2的纵轴线。同样，轴向是指整个通风机的轴向。因此从图1中能看到，紧固部3位于实心的叶片部分2之内。为了制造通风机叶片1，紧固部3在铸造叶片部分2时与叶片部分2铸造在一起。

紧固部3如此与叶片部分2铸制在一起，即，底座部4从叶片部分2的径向内端面伸出。利用底座部4，通风机叶片1通常将被装入未示出的通风机轮毂中并被固定在那里。在本实施例中，通风机叶片1的叶片部分2基本上由铝制成。另一方面，紧固部3以及紧固部3的底座部4由钢制成。紧固部3因此由比叶片部分2明显更抗拉的材料制成。紧固部3因此起到内部钢骨架的作用，其保证在通风机叶片1运行中有足够高的抗拉强度。尤其是，保证了在300℃或400℃左右的温度条件下的钢制紧固部3的高温抗拉强度。与之相比，铝制叶片部分2在上述温度只有不够高的高温抗拉强度。被证明有利的是，紧固部3由尤其大致具有按照DIN ISO 898第一部分(1988)的强度等级5.6的软钢制成。事实证明，强度等级约为8.8的硬钢与软钢相比太易脆裂。

参见图2至图5，以下将根据不同实施方式来描述紧固部3的根据本发明的特殊实施方式。

图2中的(a)以对应于图1视图的俯视图示出了根据图1的通风机叶片1的紧固部3，图2中的(b)以相对于图2中的(a)的视图绕纵轴线转过90度的角度示出了该紧固部3。从图2的两个视图中能看到，紧固部3由联接部5和底座部4构成。联接部5和底座部4分别由强度等级为5.6的软钢构成。联接部5呈平板形状。在安装状态下基本沿叶片部分2径向延伸的棱边分别具有多个锯齿6。总体上，板状联接部5的形状因为有锯齿6而让人想到了圣诞树的边缘。在紧固部3的板状联接部5的径向最外端上，联接部5具有倒圆的尖头7。联接部5是非对称构成的。就是说，沿着径线8不存在镜像对称。

在联接部5中开设有多个孔9。这些孔大致等距地沿径向相互平行延伸的两行设置。

底座部4是与联接部5焊接的。

图3示出了本发明紧固部3的另一个实施方式。该结构基本上对应于图2所示的紧固部3的结构。图2中的(a)以俯视图示出了紧固部3，而图3是透视图。与图2的紧固部3不同，根据图3的紧固部3具有唯一的孔9。该孔位于紧固部3的中心轴线8上。

联接部5的锯齿形状在两个边缘处是沿径线8呈镜像对称的。底座部4由一个锥形部分10和另一个锥形部分11组成，所述另一个锥形部分11沿径线8与锥形部分10相接，但另一个锥形部分11的直径比锥形部分10的直径小。沿着径线8，一个支座12与相对于锥形部分10缩小的锥形部分11相接。柱形支座12与锥形部分11刚性联接。当通过将底座部4插入轮毂内的相应孔中将通风机叶片1安装在附图未示出的轮毂上时，该柱形支座12用于防止联接部5相对于叶片部分2被预紧。因此，轮毂可以有利地一体形成，在这里，只需要设置径向的容纳孔用来插入底座部。在本发明范围内，也可以实现在底座部和容纳孔之间的螺纹联接。

图4同样以透视图示出了紧固部3的另一个实施方式。联接部5的结构对应于图3所示的紧固部3的联接部5的结构。与图3所示的紧固部3不同，图4所示的紧固部3的底座部4具有锥形支座部分13。与图3实施方式的柱形支座部分12相似，该锥形支座部分13用于无预应力地将通风机叶片1的叶片部分2与未示出的轮毂可靠地螺纹紧固在一起，或者通过其它方式与轮毂联接。

在图4中能非常清楚看到，在底座部4的锥形部分10的延长部上，沿径向呈锥形延伸的楔形部分14用于将联接部5和紧固部3的底座部4紧固在一起。楔形部分14在径向上配设有用于板状联接部5的容座。联接是通过焊接产生的。在根据图2以及图3的紧固部中也有所述楔形部分14。

最后，图5示出了本发明紧固部3的另一个实施方式。基本结构对应于图2至图4所示的紧固部3。在联接部5的方向上，沉头螺母15与锥形部分10相接。联接部5的圣诞树形状沿着径线8是对称的。但与图2至图4所示的紧固部3的实施方式不同，每个棱边只有两个锯齿，它们就本身来看具有沿着轴线16的镜像对称性。

根据图2至图5的其中一个所述实施方式的本发明紧固部非常好地适于产生与通风机叶片1的叶片部分2的抗拉联接。

在此，叶片部分2和联接部5之间的联接产生于通过铸造制造通风机叶片1之时。按照常见方式，在常规铸模中铸造叶片部分2。此时，本发明的紧固部3以适当方式安放在铸模内。当叶片部分2根据所述实施例由铝铸造时，铝流过孔状的缺口9，并且在铸材硬化时形成叶片部分2的、与联接部5的销状紧固结构。而且，在铸造时在紧固部3的联接部5的锯齿6间隙中出现了与锯齿6形状互补的轮廓，该轮廓像齿那样与紧固部3的联接部5的锯齿6互相配合。

当带有本发明通风机叶片1的通风机工作时，钢制紧固部3将朝向轮毂的向心力施加至通风机叶片1的叶片部分2。由此，叶片部分2在高转速时也能安全地保持在未示出的轮毂上。该联接在高温例如400℃条件下还能稳固。这是因为，在上述温度范围内，强度等级大致为5.6的钢的高温抗拉强度还是非常优异的。通过这种方式，锯齿6的特殊造型(在根据图2的紧固部3的情况下具有呈倒钩形式的倾斜)可靠地固定了叶片部分2。

因此，根据本发明提出一种紧固部3以及一种通风机叶片1，它们在高达至少400℃的温度范围内都能可靠应用。尤其是，因此可以有利地用在排烟风机中。

底座部4的锥形部分10可利用埋头螺钉抗转动固定在未示出的轮毂中。根据本变型实施方式，底座部4的锥形部分10被截平，以接合埋头螺钉。

假如在一个附图未示出的实施方式中，本发明紧固部3带有弯曲的联接部5，那么在图2中的(b)的视图中就可以看到弯曲，该弯曲对应于通风机叶片1的叶片部分2的轮廓。

图6以通风机轮毂17的轴向截面示出了，根据本发明的通风机叶片1如何利用锥形支座13(如例如在图4所示的紧固部3中构成的支座)固定在通风机轮毂17上。有利的是，通风机轮毂17如图6所示基本一体地构成。它为了容纳这些通风机叶片1而分别具有一个孔18。这些孔18可以在生产制造中有利地成本低廉地开设在通风机轮毂17中。由此一来，具有本发明通风机叶片1的通风机也可以经济地以单件生产或小批量生产方式来制造。通风机叶片1借助底座部4从外侧插入孔18中，从而锥形支座13贴靠孔18的边缘。借助防松螺母19，锥形支座13被固定在通风机轮毂17上，以使通风机叶片1没有预应力。

Claims (19)

1.一种通风机叶片(1)，其用于排烟风机，所述通风机叶片(1)包括：

叶片部分(2)；和

紧固机构(3)，所述紧固机构(3)用于将所述通风机叶片(1)固定在通风机轮毂上，

其特征在于，

所述紧固机构(3)由不同于所述叶片部分(2)的其他材料制成，并且

其中，用于将所述排烟风机的所述通风机叶片(1)的所述叶片部分(2)固定在通风机轮毂上的所述紧固机构(3)具有联接部(5)，所述联接部(5)被构成用于与所述通风机叶片(1)的所述叶片部分(2)产生抗拉联接，所述联接部基本布置在所述叶片部分(2)之内，其中，所述紧固机构(3)基本由钢制成，并且所述叶片部分(2)由密度比钢小的材料制成，即，由铝制成，

所述紧固机构(3)具有在径向(8)上与所述联接部(5)相连接的底座部(4)，

所述底座部(4)被构成为用于固定在所述通风机轮毂的径向的容纳孔中，并且所述底座部包括第一锥形部分，

所述底座部包括第二锥形部分，所述第二锥形部分沿径向与所述第一锥形部分相连接，并且

所述第二锥形部分的直径小于所述第一锥形部分的直径。

2.根据权利要求1所述的通风机叶片，其特征在于，所述紧固机构(3)被构成为和所述叶片部分(2)成型在一起。

3.根据权利要求1或2所述的通风机叶片，其特征在于，所述底座部(4)带有细长的紧固件(10,11)，所述紧固件(10,11)基本沿径向延伸，其中，所述底座部用于将所述通风机叶片(1)固定在所述通风机轮毂上。

4.根据权利要求1或2所述的通风机叶片，其特征在于，在所述底座部上形成有外螺纹。

5.根据权利要求1所述的通风机叶片，其特征在于，在相对于所述第一锥形部分缩小的所述第二锥形部分上沿径向连接有支座。

6.根据权利要求5所述的通风机叶片，其特征在于，所述支座被构成为柱形支座。

7.根据权利要求5所述的通风机叶片，其特征在于，所述紧固机构(3)与所述第一锥形部分和/或第二锥形部分刚性连接。

8.根据权利要求7所述的通风机叶片，其特征在于，所述紧固机构(3)被构成为与所述通风机叶片(1)的所述叶片部分(2)成型在一起。

9.根据权利要求1或2所述的通风机叶片，其特征在于，在所述紧固机构(3)中，所述联接部(5)呈扁平状、板状、柱形或锥形。

10.根据权利要求1或2所述的通风机叶片，其特征在于，在所述紧固机构(3)中，所述联接部(5)的基本沿径向取向的多个边界中的至少一个边界在轴向投影和/或径向投影上具有蜿蜒的形状。

11.根据权利要求10所述的通风机叶片，其特征在于，在所述紧固机构(3)中，所述蜿蜒的形状基本为锯齿形。

12.根据权利要求1或2所述的通风机叶片，其特征在于，在所述紧固机构(3)中，所述联接部的宽度是沿径向变化的。

13.根据权利要求1或2所述的通风机叶片，其特征在于，在所述紧固机构(3)中，所述联接部的宽度至少在局部是在径向向外的方向上减小的；

和/或，所述联接部(5)具有多个缺口。

14.根据权利要求1或2所述的通风机叶片，其特征在于，在所述紧固机构(3)中，所述联接部(5)具有扭曲。

15.根据权利要求3所述的通风机叶片，其特征在于，在所述紧固机构(3)中，所述底座部(4)配设有防松螺母(12，13)，所述防松螺母(12，13)用于拧紧所述紧固机构(3)和所述通风机轮毂。

16.根据权利要求1或2所述的通风机叶片，其特征在于，所述紧固机构(3)按照在径向向外的方向上缩小的方式构成。

17.根据权利要求1或2所述的通风机叶片，其特征在于，所述紧固机构(3)按照在径向向外的方向上基本锥形缩小的方式构成。

18.根据权利要求13所述的通风机叶片，其特征在于，所述多个缺口是多个孔(9)。

19.根据权利要求14所述的通风机叶片，其特征在于，所述扭曲匹配于通风机叶片(1)的叶片部分(2)的扭曲。