DE102022211937B3

DE102022211937B3 - Fan blades with rotary bearing and fan wheel

Info

Publication number: DE102022211937B3
Application number: DE102022211937.1A
Authority: DE
Inventors: Karl Hägele; Markus Lechler
Original assignee: IE Assets GmbH and Co KG
Current assignee: IE Assets GmbH and Co KG
Priority date: 2022-11-10
Filing date: 2022-11-10
Publication date: 2024-01-04
Anticipated expiration: 2042-11-11

Abstract

2.1. Die Erfindung bezieht sich auf einen Lüfterflügel mit einem Flügelblatt (1) und einem vom Flügelblatt stirnseitig abstehenden Flügelzapfen (2) sowie einer Drehlagerung zur verschwenkbaren Lagerung des Flügelzapfens, wobei die Drehlagerung eine erste und eine von dieser axial beabstandete zweite Lagereinheit (3, 4) umfasst, wobei die erste Lagereinheit (3) als Kugellagereinheit ausgebildet ist, die eine Lagerschale (5), eine an der Lagerschale ausgebildete äußere Kugellauffläche (6), eine innere Kugellauffläche (7) und zwischen der inneren und der äußeren Kugellauffläche abrollende Lagerkugeln (8) umfasst, und auf ein damit ausgerüstetes Lüfterrad.2.2. Erfindungsgemäß weist der Flügelzapfen (2) an seiner Oberfläche eine Kugellauffläche (9) auf, welche die innere Kugellauffläche (7) der ersten Lagereinheit (3) bildet.2.3. Verwendung z.B. für Lüftergebläse von Arbeitskraftmaschinen, wie landwirtschaftlichen Arbeitsmaschinen.2.1. The invention relates to a fan blade with a blade (1) and a wing pin (2) projecting from the end face of the blade, as well as a rotary bearing for pivotally mounting the wing pin, the rotary bearing having a first and a second bearing unit (3, 4) axially spaced from it. comprises, wherein the first bearing unit (3) is designed as a ball bearing unit which has a bearing shell (5), an outer ball running surface (6) formed on the bearing shell, an inner ball running surface (7) and bearing balls (8) rolling between the inner and outer ball running surfaces ), and on a fan wheel equipped with it.2.2. According to the invention, the wing pin (2) has a ball running surface (9) on its surface, which forms the inner ball running surface (7) of the first bearing unit (3).2.3. Use e.g. for fan fans of power machines, such as agricultural machines.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Lüfterflügel mit einem Flügelblatt und einem vom Flügelblatt stirnseitig abstehenden Flügelzapfen sowie einer Drehlagerung zur verschwenkbaren Lagerung des Flügelzapfens, wobei die Drehlagerung eine erste und eine von dieser axial beabstandete zweite Lagereinheit umfasst, wobei die erste Lagereinheit als Kugellagereinheit ausgebildet ist, die eine Lagerschale, eine an der Lagerschale ausgebildete äußere Kugellauffläche, eine innere Kugellauffläche und zwischen der inneren und der äußeren Kugellauffläche abrollende Lagerkugeln umfasst, und auf ein damit ausgerüstetes Lüfterrad mit mehreren in ihrem Anstellwinkel verstellbaren Lüfterflügeln.The invention relates to a fan blade with a blade and a wing pin protruding from the front of the blade and a rotary bearing for pivotally mounting the wing pin, the rotary bearing comprising a first and a second bearing unit axially spaced therefrom, the first bearing unit being designed as a ball bearing unit, which comprises a bearing shell, an outer ball running surface formed on the bearing shell, an inner ball running surface and bearing balls rolling between the inner and outer ball running surfaces, and a fan wheel equipped therewith with several fan blades whose angle of attack can be adjusted.

Lüfterräder dieser oder ähnlicher Art, oftmals auch kurz Lüfter oder Ventilator bezeichnet, finden beispielsweise für Lüftungsgebläse von schweren Arbeitskraftmaschinen Verwendung, wie Baumaschinen, Traktoren, Mähdreschern und anderen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschinen. Die Lüfterflügel sind drehbeweglich bzw. schwenkbeweglich an einer zugehörigen Nabe des Lüfterrades gehalten, um sie in ihrem Anstellwinkel verstellen zu können. Mit Anstellwinkel ist dabei wie üblich der Lagewinkel des Flügelblatts relativ zur Umlaufebene der Lüfterflügel des Lüfterrades gemeint, die senkrecht zur Drehachse des Lüfterrades ist. Die Verstellbarkeit des Anstellwinkels dient der variablen Einstellung der Luftförderleistung des Lüfterrades und/oder dazu, die Förderrichtung des Lüfterrades umzukehren.Fan wheels of this or a similar type, often also referred to as fans or ventilators, are used, for example, for ventilation fans of heavy machinery, such as construction machinery, tractors, combine harvesters and other agricultural machinery. The fan blades are rotatably or pivotably held on an associated hub of the fan wheel in order to be able to adjust their angle of attack. As usual, the angle of attack means the position angle of the blade relative to the plane of rotation of the fan blades of the fan wheel, which is perpendicular to the axis of rotation of the fan wheel. The adjustability of the angle of attack serves to variably adjust the air delivery capacity of the fan wheel and/or to reverse the direction of delivery of the fan wheel.

Für die Drehlagerung der Lüfterflügel solcher Lüfterräder sind hauptsächlich Gleitlagerausführungen und Kugellagerausführungen gebräuchlich, siehe beispielsweise die Offenlegungsschriften DE 10 2008 061 348 A1 , DE 10 2016 114 910 A1 und DE 10 2019 134 887 A1 sowie die Patentschriften DE 10 2013 008 902 B3 und DE 10 2018 114 534 B4 offenbart.For the rotary mounting of the fan blades of such fan wheels, plain bearing designs and ball bearing designs are mainly used, see for example the published documents DE 10 2008 061 348 A1 , DE 10 2016 114 910 A1 and DE 10 2019 134 887 A1 as well as the patent specifications DE 10 2013 008 902 B3 and DE 10 2018 114 534 B4 disclosed.

Gegenüber Gleitlagerausführungen haben Kugellagerausführungen allgemein den Vorteil geringerer Reibungsverluste, weshalb bei entsprechenden Anwendungen Kugellagerausführungen bevorzugt werden. Andererseits unterliegen Kugellagerausführungen der Gefahr von Verschleißerscheinungen an den Kugellaufflächen insbesondere bei hohen mechanischen Belastungen, wie sie z.B. aufgrund von Schwingungseffekten im Betrieb des Lüfterrades auftreten können.Compared to plain bearing designs, ball bearing designs generally have the advantage of lower friction losses, which is why ball bearing designs are preferred for corresponding applications. On the other hand, ball bearing designs are subject to the risk of wear on the ball running surfaces, especially under high mechanical loads, such as those that can occur due to vibration effects during operation of the fan wheel.

Beim Lüfterflügel der vorliegend betrachteten Art umfasst die Drehlagerung mindestens zwei axial voneinander beabstandete Lagereinheiten, von denen mindestens eine als Kugellagereinheit ausgebildet ist. Damit lassen sich die im Betrieb einwirkenden Kraftbelastungen im Allgemeinen besser auffangen als mit nur einer Lagereinheit. Bei typischen herkömmlichen Lüfterflügeln dieser Art beinhaltet die Drehlagerung zwei axial beabstandete Kugellagereinheiten konventioneller Bauart mit einem Innenring, an dessen Außenseite die innere Kugellauffläche ausgebildet ist, einem Außenring, an dessen Innenseite die äußere Kugellauffläche ausgebildet ist, und Lagerkugeln, die zwischen den beiden Kugellaufflächen abrollen. Ein Lüfterflügel mit einer solchen Drehlagerung sowie ein mit derartigen Lüfterflügeln ausgerüstetes Lüfterrad ist beispielsweise in der Patentschrift DE 10 2015 002 621 B3 offenbart.In the case of the fan blade of the type considered here, the rotary bearing comprises at least two axially spaced bearing units, of which at least one is designed as a ball bearing unit. This means that the force loads during operation can generally be better absorbed than with just one bearing unit. In typical conventional fan blades of this type, the rotary bearing includes two axially spaced ball bearing units of conventional design with an inner ring, on the outside of which the inner ball running surface is formed, an outer ring, on the inside of which the outer ball running surface is formed, and bearing balls that roll between the two ball running surfaces. A fan blade with such a rotary bearing and a fan wheel equipped with such fan blades are, for example, in the patent DE 10 2015 002 621 B3 disclosed.

Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung eines gegenüber dem oben erwähnten Stand der Technik weitergehend verbesserten Lüfterflügels der eingangs genannten Art und eines damit ausgerüsteten Lüfterrades zugrunde, wobei Verbesserungen insbesondere hinsichtlich Bauraumbedarf, Stabilität bzw. mechanische Belastbarkeit der Drehlagerung, Wartungsfreundlichkeit und/oder Fertigungsaufwand erzielt werden.The invention is based on the technical problem of providing a fan blade of the type mentioned above that is further improved compared to the above-mentioned prior art and a fan wheel equipped with it, with improvements achieved in particular with regard to space requirements, stability or mechanical load capacity of the rotary bearing, ease of maintenance and / or manufacturing effort become.

Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung einer Lüfterflügels mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eines Lüfterrades mit den Merkmalen des Anspruchs 12. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben, deren Wortlaut hiermit durch Verweis zum Bestandteil der Beschreibung gemacht wird. Dies schließt insbesondere auch alle Ausführungsformen der Erfindung ein, die sich aus den Merkmalskombinationen ergeben, die durch die Rückbezüge in den Unteransprüchen definiert sind.The invention solves this problem by providing a fan blade with the features of claim 1 and a fan wheel with the features of claim 12. Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims, the wording of which is hereby incorporated by reference into the description. This includes in particular all embodiments of the invention that result from the combinations of features that are defined by the references in the subclaims.

Bei dem erfindungsgemäßen Lüfterrad weist der Flügelzapfen an seiner Oberfläche eine Kugellauffläche auf, welche die innere Kugellauffläche der ersten Lagereinheit bildet. In the fan wheel according to the invention, the wing pin has a ball running surface on its surface, which forms the inner ball running surface of the first bearing unit.

Damit entfällt vorteilhaft ein auf den Flügelzapfen aufzusetzender Lagerinnenring zur Bereitstellung der inneren Kugellauffläche der als Kugellagereinheit gebildeten ersten Lagereinheit, was eine Einsparung an Bauteilen und an Fertigungs-/Montageaufwand bedeutet. Durch den Entfall des Lagerinnenrings kann der Flügelzapfen bei gleichem Bauraumbedarf mit größerem Durchmesser bereitgestellt werden, wodurch sich die Stabilität des Lüfterflügels insbesondere hinsichtlich seiner Lagerung an einer Nabe eines betreffenden Lüfterrades verbessern lässt.This advantageously eliminates the need for an inner bearing ring to be placed on the wing pin to provide the inner ball running surface of the first bearing unit formed as a ball bearing unit, which means savings in components and in manufacturing/assembly effort. By eliminating the bearing inner ring, the wing pin can be provided with a larger diameter with the same installation space requirement, which means that the stability of the fan blade can be improved, particularly with regard to its storage on a hub of a relevant fan wheel.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist die erste Lagereinheit als Schrägkugellagereinheit ausgebildet, und die innere Kugellauffläche der ersten Lagereinheit ist an einer blattzugewandten, d.h. dem Flügelblatt zugewandten, Axialseite eines radial abkragenden Ringflansches des Flügelzapfens gebildet. Es zeigt sich, dass diese Realisierung der ersten Lagereinheit einerseits fertigungstechnisch günstig und andererseits hinsichtlich Stabilität der Lagerung für entsprechende Anwendungen des Lüfterflügels bzw. des damit ausgerüsteten Flügelrades von Vorteil ist. Alternativ kann die erste Lagereinheit durch eine anders konfigurierte Kugellagereinheit gebildet sein, z.B. als radiales Rillenkugellager.In a further development of the invention, the first bearing unit is designed as an angular contact ball bearing unit, and the inner ball running surface of the first bearing unit is on an axial side of a radially projecting annular flange of the wing pin facing the blade, ie facing the wing blade educated. It turns out that this implementation of the first bearing unit is, on the one hand, favorable in terms of production technology and, on the other hand, is advantageous in terms of stability of the bearing for corresponding applications of the fan blade or the impeller equipped with it. Alternatively, the first bearing unit can be formed by a differently configured ball bearing unit, for example as a radial deep groove ball bearing.

In einer Ausgestaltung der Erfindung schließt eine Hauptkontaktlinie der ersten Lagereinheit einen Winkel im Bereich von 40° bis 50° zu einer Lüfterflügel-Längsachse ein. Mit Hauptkontaktlinie ist hierbei die Linie maximaler Kraftbelastung bzw. Kraftübertragung und/oder eine Symmetrie- bzw. Mittellinie der Kontaktflächen gemeint, über welche die jeweilige Lagerkugel mit der inneren und der äußeren Kugellauffläche in Abrollkontakt steht. Es zeigt sich, dass diese räumliche Orientierung der Hauptkontaktlinie für Lüfterräder mit anstellwinkelverstellbaren Lüfterflügeln in vielen Anwendungen günstig ist. In alternativen Ausführungen schließt diese Hauptkontaktlinie zur Längsachse des Lüfterflügels einen Winkel kleiner als 40° oder größer als 50° ein, wenn dies für den jeweiligen Anwendungsfall Vorteile bringt.In one embodiment of the invention, a main contact line of the first bearing unit forms an angle in the range of 40° to 50° to a fan blade longitudinal axis. The main contact line here means the line of maximum force load or force transmission and/or a symmetry or center line of the contact surfaces, via which the respective bearing ball is in rolling contact with the inner and outer ball running surfaces. It turns out that this spatial orientation of the main contact line for fans with fan blades with adjustable angle of attack is favorable in many applications. In alternative embodiments, this main contact line to the longitudinal axis of the fan blade encloses an angle of less than 40° or greater than 50° if this is advantageous for the respective application.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist die jeweilige Lagerkugel über einen Kontaktwinkel im Bereich von 70° bis 110°, insbesondere von 85° bis 95°, mit der inneren Kugellauffläche der ersten Lagereinheit in Kontakt. Es zeigt sich, dass dieser Kontaktwinkelbereich für die jeweilige Lagerkugel mit der inneren Kugellauffläche für viele Anwendungen bevorzugt ist, einerseits im Hinblick auf die Kraftbelastbarkeit der Drehlagerung und andererseits im Hinblick auf den fertigungs- bzw. montagetechnischen Aufwand.In a further development of the invention, the respective bearing ball is in contact with the inner ball running surface of the first bearing unit over a contact angle in the range from 70° to 110°, in particular from 85° to 95°. It turns out that this contact angle range for the respective bearing ball with the inner ball running surface is preferred for many applications, on the one hand with regard to the force-carrying capacity of the pivot bearing and on the other hand with regard to the manufacturing and assembly costs.

In einer Weiterbildung der Erfindung besteht die Lagerschale aus Kunststoffmaterial, und der Flügelzapfen und die Lagerkugeln bestehen aus Metallmaterial. Diese Materialwahl kann den Herstellungsaufwand optimieren und erweist sich den Belastungsanforderungen der Drehlagerung im Betrieb gewachsen. Dabei können der Flügelzapfen einerseits und die Lagerkugeln andererseits je nach Bedarf aus einem gleichen oder aus unterschiedlichen Metallmaterialien bestehen. In alternativen Ausführungen ist die Lagerschale aus Metallmaterial gefertigt und/oder der Flügelzapfen und/oder die Lagerkugeln sind aus Kunststoffmaterial gefertigt, wenn dies für den betreffenden Anwendungsfall tauglich ist. Bei dem Kunststoffmarerial kann es sich jeweils, je nach Bedarf und Anwendungsfall, um ein faserverstärktes Kunststoffmaterial oder um ein nicht faserverstärktes, faserfreies Kunststoffmaterial handeln.In a further development of the invention, the bearing shell is made of plastic material, and the wing pin and the bearing balls are made of metal material. This choice of material can optimize the manufacturing effort and proves to be able to cope with the load requirements of the rotary bearing during operation. The wing pin on the one hand and the bearing balls on the other hand can consist of the same or different metal materials as required. In alternative embodiments, the bearing shell is made of metal material and/or the wing pin and/or the bearing balls are made of plastic material if this is suitable for the relevant application. Depending on the needs and application, the plastic material can be a fiber-reinforced plastic material or a non-fiber-reinforced, fiber-free plastic material.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Lagerschale von einer mehrteiligen, insbesondere zweiteiligen, Lagerhülse gebildet. Diese Realisierung der Lagerschale kann vorteilhaft die Montage der Drehlagerung vereinfachen. Beispielsweise können dadurch die Lagerkugeln zunächst in eines oder mehrere der Lagerhülsenteile eingelegt bzw. an den Flügelzapfen angelegt werden, bevor dann die Drehlagerung durch Anbringen des oder der übrigen Lagerhülsenteile geschlossen wird. Es ist kein Aufpressen einer Kugellagereinheit bzw. von Teilen davon oder einer Lagerhülse auf den Flügelzapfen erforderlich. Zudem ermöglicht es die mehrteilige Ausführung der Lagerschale, an dieser Lagerschale bei Bedarf Hinterschnitte vorzusehen, die dazu beitragen können, Belastungskräfte im Betrieb des Lüfterrades aufzufangen. Des Weiteren lässt sich die Reparaturfähigkeit verbessern, indem z.B. die Verbindung der Lagerhülsenteile aneinander in einfacher Weise lösbar realisiert wird. Alternativ kann, wenn sich dies für entsprechende Ausführungen als günstig erweist, die Lagerschale einteilig gebildet sein.In a further development of the invention, the bearing shell is formed by a multi-part, in particular two-part, bearing sleeve. This realization of the bearing shell can advantageously simplify the assembly of the rotary bearing. For example, the bearing balls can first be inserted into one or more of the bearing sleeve parts or placed on the wing pin before the rotary bearing is then closed by attaching the remaining bearing sleeve parts. It is not necessary to press a ball bearing unit or parts thereof or a bearing sleeve onto the wing journal. In addition, the multi-part design of the bearing shell makes it possible to provide undercuts on this bearing shell if necessary, which can help to absorb load forces during operation of the fan wheel. Furthermore, the ability to repair can be improved by, for example, connecting the bearing sleeve parts to one another in a simple, detachable manner. Alternatively, if this proves to be advantageous for corresponding designs, the bearing shell can be formed in one piece.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Lagerhülse aus mehreren Hülsenteilen aufgebaut, von denen sich jeder Hülsenteil axial durchgehend und über einen Umfangswinkel von höchstens 180° erstreckt. Dies kann weitergehend zu einem geringen Fertigungs- und Montageaufwand beitragen. Insbesondere kann eine Realisierung von Vorteil sein, bei denen die Lagerhülse bzw. Lagerschale aus zwei Halbschalen besteht, die sich umfangsseitig jeweils über 180° erstrecken und zur Bildung der Lagerhülse gegeneinandergelegt werden. Alternativ kann die Lagerhülse so realisiert sein, dass nicht alle Hülsenteile axial durchgehend gebildet sind, sondern zumindest zwei Hülsenteile axial benachbart angeordnet sind.In one embodiment of the invention, the bearing sleeve is constructed from several sleeve parts, each sleeve part of which extends axially continuously and over a circumferential angle of at most 180°. This can further contribute to low manufacturing and assembly costs. In particular, an implementation can be advantageous in which the bearing sleeve or bearing shell consists of two half-shells, each of which extends over 180° on the circumference and are placed against one another to form the bearing sleeve. Alternatively, the bearing sleeve can be implemented in such a way that not all sleeve parts are formed axially continuously, but at least two sleeve parts are arranged axially adjacent.

In einer Ausgestaltung der Erfindung grenzen die Hülsenteile im Bereich der äußeren Kugellauffläche über axial schräg verlaufende Trennlinien fluchtend aneinander, d.h. die jeweilige Trennlinie verläuft kombiniert in Axial- und Umfangsrichtung. Dies ermöglicht einen sehr homogenen, stufenlosen Übergang der äußeren Kugellauffläche vom jeweiligen Hülsenteil zu einem in Umfangsrichtung bzw. Kugellaufrichtung benachbarten Hülsenteil ohne störende Übergangsstufen. Alternativ kann für die jeweilige Trennlinie ein rein axialer Verlauf vorgesehen sein.In one embodiment of the invention, the sleeve parts border one another in alignment in the area of the outer ball running surface via axially oblique dividing lines, i.e. the respective dividing line runs combined in the axial and circumferential directions. This enables a very homogeneous, stepless transition of the outer ball running surface from the respective sleeve part to an adjacent sleeve part in the circumferential direction or ball running direction without disruptive transition steps. Alternatively, a purely axial course can be provided for the respective dividing line.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist die zweite Lagereinheit als Gleitlagereinheit ausgebildet oder als weitere Kugellagereinheit ausgebildet, die eine an der Lagerschale ausgebildete weitere äußere Kugellauffläche, eine an der Oberfläche des Flügelzapfens ausgebildete weitere innere Kugellauffläche und zwischen der weiteren inneren und der weiteren äußeren Kugellauffläche abrollende weitere Lagerkugeln umfasst. In letzterem Fall nutzt auch die zweite Lagereinheit direkt den Führungszapfen zur Bereitstellung der inneren Kugellauffläche, und bei Bedarf kann die zweite Lagereinheit auch im übrigen weitestgehend baugleich zur ersten Lagereinheit ausgeführt sein, so dass sich für die zweite Lagereinheit die gleichen Wirkungen und Vorteile ergeben wie sie oben zur ersten Lagereinheit erwähnt sind. Für entsprechende Anwendungen kann es genügen, wenn die zweite Lagereinheit als Gleitlagereinheit herkömmlicher Art ausgebildet ist.In a further development of the invention, the second bearing unit is designed as a plain bearing unit or as a further ball bearing unit, which has a further outer ball running surface formed on the bearing shell, a further inner ball running surface formed on the surface of the wing pin and further rolling surfaces between the further inner and the further outer ball running surfaces Bearing balls included. In the latter case uses also the second bearing unit directly the guide pin to provide the inner ball running surface, and if necessary, the second bearing unit can also be designed to be largely identical in construction to the first bearing unit, so that the same effects and advantages arise for the second bearing unit as those for the first bearing unit above are mentioned. For corresponding applications, it may be sufficient if the second bearing unit is designed as a plain bearing unit of a conventional type.

In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Lagerschale mindestens eine verschließbare Kugeleinführöffnung zum Einbringen der Lagerkugeln auf. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise das Einbringen der Lagerkugeln für die betreffende Kugellagereinheit radial von außen in den Zwischenraum zwischen der inneren und der äußeren Kugellauffläche auch dann, wenn die Lagerhülse einteilig gefertigt ist oder die mehreren Hülsenteile einer mehrteilig realisierten Lagerhülse bereits zur Bildung der Lagerhülse zusammengefügt worden sind. In alternativen Ausführungen besitzt die Lagerschale keine solchen Kugeleinführöffnungen. In diesem Fall werden die Kugeln z.B. an den Hülsenteilen einer mehrteilig realisierten Lagerhülse angeordnet, bevor die Hülsenteile zur Bildung der Lagerhülse zusammengefügt werden. Es versteht sich, dass je nach Anwendungsfall und Bedarf vorgesehen sein kann, dass die Lagerkugeln über die Kugeleinführöffnung wieder radial nach außen aus dem Zwischenraum von innerer und äußerer Kugellauffläche herausgenommen werden können.In a further development of the invention, the bearing shell has at least one closable ball insertion opening for inserting the bearing balls. This advantageously enables the bearing balls for the ball bearing unit in question to be introduced radially from the outside into the space between the inner and outer ball race surfaces, even if the bearing sleeve is made in one piece or the several sleeve parts of a multi-part bearing sleeve have already been assembled to form the bearing sleeve are. In alternative versions, the bearing shell does not have such ball insertion openings. In this case, the balls are arranged, for example, on the sleeve parts of a multi-part bearing sleeve before the sleeve parts are joined together to form the bearing sleeve. It goes without saying that, depending on the application and needs, it can be provided that the bearing balls can be removed again radially outwards from the space between the inner and outer ball running surfaces via the ball insertion opening.

In einer Ausgestaltung der Erfindung weist der Lüfterflügel einen Verschlussstopfen zum Verschließen der Kugeleinführöffnung auf, wobei der Verschlussstopfen an einer Innenseite eine Kugellaufflächenkontur aufweist, die einen Teil der betreffenden äußeren Kugellauffläche bildet. Damit erfüllt der Verschlussstopfen sowohl eine Verschlussfunktion für die Kugeleinführöffnung als auch eine Laufflächenbereitstellungsfunktion, mit der er im Bereich der Kugeleinführöffnung den entsprechenden Teil der äußeren Kugellauffläche bereitstellt, so dass Inhomogenitäten der äußeren Kugellauffläche in diesem Bereich vermieden werden. Der Verschlusstopfen ist vorzugsweise lösbar an der Kugeleinführöffnung festlegbar, z.B. durch eine Steck- oder Aufrastverbindung oder eine Schraubverbindung. In alternativen Ausführungen ist die Kugeleinführöffnung durch ein anderes, herkömmliches Verschlussmittel verschließbar, z.B. durch einen unlösbar in der Kugeleinführöffnung gebildeten Materialpfropfen.In one embodiment of the invention, the fan blade has a sealing plug for closing the ball insertion opening, the sealing plug having a ball running surface contour on an inside, which forms part of the relevant outer ball running surface. The closure plug thus fulfills both a closure function for the ball insertion opening and a running surface provision function, with which it provides the corresponding part of the outer ball running surface in the area of the ball insertion opening, so that inhomogeneities of the outer ball running surface are avoided in this area. The closure plug can preferably be detachably attached to the ball insertion opening, for example by a plug-in or snap-on connection or a screw connection. In alternative embodiments, the ball insertion opening can be closed by another, conventional closure means, for example by a plug of material permanently formed in the ball insertion opening.

Das erfindungsgemäße Lüfterrad beinhaltet mehrere in ihrem Anstellwinkel verstellbare Lüfterflügel, von denen mindestens einer ein erfindungsgemäßer Lüfterflügel ist, wobei vorzugsweise alle seine Lüfterflügel von der erfindungsgemäßen Art sind. Für dieses Lüfterrad ergeben sich die bereits zum Lüfterflügel oben genannten vorteilhaften Wirkungen und Funktionalitäten in entsprechender Weise, was das Lüfterrad z.B. zur Verwendung für Gebläse bei landwirtschaftlichen Arbeitsmaschinen und anderen schweren Arbeitsmaschinen sowie überall dort besonders geeignet macht, wo Bedarf an Gebläsen bzw. Lüftern/Ventilatoren mit variabel verstellbarer Förderleistung und/oder mit der Fähigkeit zur Umkehrung der Förderrichtung ohne Drehrichtungsumkehr des Lüfterrades besteht.The fan wheel according to the invention contains several fan blades whose angle of attack can be adjusted, at least one of which is a fan blade according to the invention, preferably all of its fan blades being of the type according to the invention. For this fan wheel, the advantageous effects and functionalities already mentioned above for the fan blade result in a corresponding manner, which makes the fan wheel particularly suitable for use, for example, for blowers in agricultural machines and other heavy machines and wherever there is a need for blowers or fans/fans with variably adjustable conveying capacity and/or with the ability to reverse the conveying direction without reversing the direction of rotation of the fan wheel.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Diese und weitere Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend näher erläutert. Hierbei zeigen:

1 eine Draufsicht auf einen Lüfterflügel mit einer Drehlagerung mit zwei axial beabstandeten Kugellagereinheiten,
2 eine Schmalseitenansicht des Lüfterflügels von 1,
3 eine Schnittansicht längs einer Linie III-III in 1,
4 eine Schnittansicht längs einer Linie IV-IV in 2,
5 eine Perspektivansicht eines Lüfterrades mit Lüfterflügeln nach Art der 1 bis 4,
6 eine Teildraufsicht auf einen mittleren Bereich des Lüfterrades von 5,
7 eine Schnittansicht längs einer Linie VII-VII in 6,
8 eine Draufsicht auf eine Variante der Drehlagerung mit einer Gleit- und einer Kugellagereinheit bei aufgeklappter Lagerhülse,
9 die Ansicht von 4 für die Variante von 8,
10 die Ansicht von 1 für eine Variante der Drehlagerung mit Kugeleinführbohrungen,
11 eine Schnittansicht längs einer Linie XI-XI in 10 und
12 eine Perspektivansicht eines Verschlussstopfens für die jeweilige Kugeleinführbohrung.

Advantageous embodiments of the invention are shown in the drawings. These and further embodiments of the invention are explained in more detail below. Show here:

1 a top view of a fan blade with a rotary bearing with two axially spaced ball bearing units,
2 a narrow side view of the fan blade from 1 ,
3 a sectional view along a line III-III in 1 ,
4 a sectional view along a line IV-IV in 2 ,
5 a perspective view of a fan wheel with fan blades in the style of 1 until 4 ,
6 a partial top view of a central area of the fan wheel 5 ,
7 a sectional view along a line VII-VII in 6 ,
8th a top view of a variant of the rotary bearing with a plain and a ball bearing unit with the bearing sleeve opened,
9 the view of 4 for the variant of 8th ,
10 the view of 1 for a variant of the rotary bearing with ball insertion holes,
11 a sectional view along a line XI-XI in 10 and
12 a perspective view of a sealing plug for the respective ball insertion hole.

In den 5 und 6 ist beispielhaft ein Lüfterrad gezeigt, das mit mehreren Lüfterflügeln 17 ausgerüstet ist, die in ihrem Anstellwinkel verstellbar sind, wozu sie um eine jeweilige Lüfterflügel-Längsachse LF entsprechend dreh- bzw. schwenkbeweglich an einer Nabeneinheit 18 des Lüfterrades gehalten sind. Im Betrieb rotiert das Lüfterrad um eine Lüfterdrehachse LD, die eine Längsachse der Nabeneinheit 18 definiert, wobei die Lüfterflügel 17 am Umfang der Nabeneinheit 18 in Umfangsrichtung verteilt gehalten sind und sich vom Nabenumfang radial nach außen erstrecken. Die Lüfterflügel 17 laufen somit in einer zur Lüfterdrehachse LD senkrechten Umlaufebene um, wenn das Lüfterrad rotiert. In 6 ist diese Umlaufebene parallel zur Zeichenebene. Die Lüfterflügel-Längsachse LF des jeweiligen Lüfterflügels 17 ist vorzugweise parallel zur Umlaufebene des Lüfterrades bzw. senkrecht zur Lüfterdrehachse LD orientiert.In the 5 and 6 A fan wheel is shown as an example, which is equipped with several fan blades 17, the angle of attack of which is adjustable, for which purpose they are held on a hub unit 18 of the fan wheel so that they can rotate or pivot about a respective fan blade longitudinal axis LF. During operation, the fan wheel rotates about a fan rotation axis LD, which defines a longitudinal axis of the hub unit 18, with the fan blades 17 on the circumference of the hub unit 18 in the circumferential direction are kept distributed and extend radially outwards from the hub circumference. The fan blades 17 thus rotate in a plane perpendicular to the fan rotation axis LD when the fan wheel rotates. In 6 this circulation plane is parallel to the drawing plane. The fan blade longitudinal axis LF of the respective fan blade 17 is preferably oriented parallel to the plane of rotation of the fan wheel or perpendicular to the fan rotation axis LD.

Die 1 bis 4 und 7 bis 12 veranschaulichen exemplarische erfindungsgemäße Lüfterflügel, wie sie beispielsweise für mindestens einen, vorzugsweise alle, Lüfterflügel 17 des Lüfterrades der 5 und 6 verwendbar sind. Wie daraus ersichtlich, beinhaltet ein erfindungsgemäßer Lüfterflügel ein Flügelblatt 1 und einen vom Flügelblatt 1 stirnseitig abstehenden Flügelzapfen 2 sowie eine Drehlagerung, durch die der Flügelzapfen 2 verschwenkbar gelagert werden kann, beispielsweise wie erwähnt an einer Nabeneinheit eines Lüfterrades, um die gewünschte Verstellbarkeit des Anstellwinkels zu ermöglichen. Unter Anstellwinkel ist dabei wie üblich derjenige Winkel zu verstehen, den eine durch das Flügelblatt 1 definierte Blattebene mit der erwähnten Umlaufebene einschließt, in welcher die Lüfterflügel 17 im Betrieb umlaufen, wie die zur Lüfterdrehachse LD senkrechte Ebene beim Lüfterrad der 5 und 6. Der Flügelzapfen 2 dient folglich als Lagerzapfen für die verdrehbare Lagerung des Lüfterflügels an einer zugeordneten Halterung, wie die Nabeneinheit 18 beim Flügelrad der 5 und 6.The 1 until 4 and 7 until 12 illustrate exemplary fan blades according to the invention, such as those for at least one, preferably all, fan blades 17 of the fan wheel 5 and 6 are usable. As can be seen from this, a fan blade according to the invention includes a blade 1 and a wing pin 2 projecting from the front of the blade 1, as well as a rotary bearing through which the wing pin 2 can be pivotally mounted, for example, as mentioned, on a hub unit of a fan wheel, in order to achieve the desired adjustability of the angle of attack make possible. As usual, the angle of attack is to be understood as meaning the angle that a blade plane defined by the blade 1 includes with the mentioned plane of rotation in which the fan blades 17 rotate during operation, such as the plane perpendicular to the fan rotation axis LD in the fan wheel 5 and 6 . The wing pin 2 therefore serves as a bearing pin for the rotatable mounting of the fan blade on an associated holder, like the hub unit 18 in the impeller 5 and 6 .

Die Drehlagerung des erfindungsgemäßen Lüfterflügels umfasst eine erste Lagereinheit 3 und eine von dieser ersten Lagereinheit 3 axial, d.h. in Richtung der Lüfterflügel-Längsachse LF, beabstandete bzw. versetzte zweite Lagereinheit 4. Die erste Lagereinheit 3 ist als Kugellagereinheit ausgebildet, die eine Lagerschale 5, eine an der Lagerschale 5 ausgebildete äußere Kugellauffläche 6, eine innere Kugellauffläche 7 und eine Mehrzahl von Lagerkugeln 8 umfasst, die zwischen der inneren Kugellauffläche 7 und der äußeren Kugellauffläche 6 abrollen und hierfür zwischen diesen beiden Kugellaufflächen 6, 7 angeordnet sind.The rotary bearing of the fan blade according to the invention comprises a first bearing unit 3 and a second bearing unit 4 which is axially spaced or offset from this first bearing unit 3, i.e. in the direction of the fan blade longitudinal axis LF. The first bearing unit 3 is designed as a ball bearing unit which has a bearing shell 5, an outer ball running surface 6 formed on the bearing shell 5, an inner ball running surface 7 and a plurality of bearing balls 8, which roll between the inner ball running surface 7 and the outer ball running surface 6 and are arranged for this purpose between these two ball running surfaces 6, 7.

Die Drehlagerung ermöglicht die Verschwenkung des Flügelzapfens 2 und damit des mit diesem starr verbundenen Flügelblatts 1 um die Lüfterflügel-Längsachse LF, die somit als Dreh- bzw. Schwenkachse für diese Dreh-/Schwenkbewegung des Lüfterflügels zwecks Anstellwinkelverstellung definiert ist. Diese Lüfterflügel-Längsachse LF kann eine Mittenlängsachse des gesamten Lüfterflügels, d.h. einschließlich seines Flügelblatts 1, sein oder alternativ zu einer solchen Lüfterflügel-Mittenlängsachse parallel versetzt orientiert sein.The rotary bearing enables the wing pivot 2 and thus the wing blade 1 rigidly connected to it to be pivoted about the fan blade longitudinal axis LF, which is thus defined as the rotation or pivot axis for this rotation/pivot movement of the fan blade for the purpose of adjusting the angle of attack. This fan blade longitudinal axis LF can be a central longitudinal axis of the entire fan blade, i.e. including its blade 1, or alternatively can be oriented parallel to such a fan blade central longitudinal axis.

Durch die Verstellung des Anstellwinkels des Lüfterflügels kann in an sich bekannter Weise für ein damit ausgerüstetes Lüfterrad bzw. einen Lüfter/Ventilator die Förderleistung an dem geförderten Medium, typischerweise Luft, variabel verändert oder die Förderrichtung umgekehrt werden. Letzteres kann bekanntermaßen beispielsweise dazu benutzt werden, den Lüfter freizublasen, d.h. von Schmutz zu befreien, der sich im normalen Lüfterbetrieb am Lüfter abgesetzt hat.By adjusting the angle of attack of the fan blade, the delivery rate of the medium conveyed, typically air, can be variably changed or the conveying direction can be reversed in a manner known per se for a fan wheel or a fan/fan equipped with it. As is known, the latter can be used, for example, to clear the fan, i.e. to remove dirt that has settled on the fan during normal fan operation.

Beim erfindungsgemäßen Lüfterflügel weist der Flügelzapfen 2 an seiner Oberfläche eine Kugellauffläche 9 auf, welche die innere Kugellauffläche 7 der ersten Lagereinheit 3 bildet. Wie bereits oben erwähnt, hat die Bildung der inneren Kugellauffläche 7 der ersten Lagereinheit 3 direkt an der Oberfläche bzw. Außenumfangsfläche des Flügelzapfens 2 den besonderen Vorteil, dass der bei konventionellen Kugellagern verwendete Lagerinnenring entfallen kann, wodurch entsprechender Fertigungs- und Montageaufwand entfällt und der Flügelzapfen 2 bei gleichbleibendem Bauraumbedarf mit größerem Durchmesser als bei konventionellen Ausführungen mit Lagerinnenring gefertigt sein kann. So ist z.B. in den 4, 7 bis 9 und 11 zu erkennen, dass bei den dort gezeigten Ausführungsbeispielen der Flügelzapfen 2 im Bereich der ersten Lagereinheit 3 im Durchmesser nicht verringert ist, sondern einen mindestens gleich großen Durchmesser aufweist wie in einem daran in Richtung des Flügelblattes 1 anschließenden Bereich. Die damit mögliche, relativ große durchgehende Baustärke für den Flügelzapfen kommt der Stabilität der Lagerung bzw. Verbindung des Lüfterflügels z.B. an bzw. mit einer Lüfterradnabe zugute. Zudem können hierdurch im Betrieb auftretende Kräfte direkt auf den Flügelzapfen 2 abgeleitet bzw. von diesem aufgenommen werden, ohne zwischenliegende Bauteile, wie einen separaten Lagerinnenring einer herkömmlichen Kugellagerung, zu belasten.In the fan blade according to the invention, the wing pin 2 has a ball running surface 9 on its surface, which forms the inner ball running surface 7 of the first bearing unit 3. As already mentioned above, the formation of the inner ball bearing surface 7 of the first bearing unit 3 directly on the surface or outer peripheral surface of the wing pin 2 has the particular advantage that the bearing inner ring used in conventional ball bearings can be omitted, which means that corresponding manufacturing and assembly effort is eliminated and the wing pin 2 can be manufactured with a larger diameter than conventional designs with a bearing inner ring while maintaining the same space requirements. For example, in the 4 , 7 until 9 and 11 It can be seen that in the exemplary embodiments shown there, the wing pin 2 in the area of the first bearing unit 3 is not reduced in diameter, but has a diameter that is at least the same size as in an area adjoining it in the direction of the wing blade 1. The relatively large, continuous structural thickness that is possible for the wing pin benefits the stability of the mounting or connection of the fan blade, for example on or with a fan wheel hub. In addition, forces occurring during operation can be transferred directly to the wing pin 2 or absorbed by it, without loading intermediate components, such as a separate bearing inner ring of a conventional ball bearing.

In vorteilhaften Ausführungsformen ist die erste Lagereinheit 3, wie bei den gezeigten Beispielen, als Schrägkugellagereinheit ausgebildet, wobei die innere Kugellauffläche 7 der ersten Lagereinheit 3 an einer dem Flügelblatt 1 zugewandten Axialseite 10a eines radial abkragenden Ringflansches 10 des Flügelzapfens 2 gebildet ist, wie dies insbesondere aus den 4, 7 bis 9 und 11 ersichtlich ist. Das Schrägkugellager eignet sich sehr gut dazu, die bei Lüfterrädern, welche mit solchen Lüfterflügeln ausgerüstet sind, auf die Lüfterflügel einwirkenden Kräfte aufzufangen, insbesondere auch während Verschwenkbewegungen des Lüfterflügels zwecks Anstellwinkelverstellung. Das Ausbilden der zugehörigen Gestalt der Kugellauffläche 9 und damit der inneren Kugellauffläche 7 der ersten Lagereinheit 3 an der Oberfläche bzw. Außenumfangsfläche des Flügelzapfens 2 ist zudem mit relativ geringem Fertigungsaufwand realisierbar, z.B. durch Fertigen des Flügelzapfens als Drehteil, d.h. mittels Drehen als Fertigungsprozess.In advantageous embodiments, the first bearing unit 3, as in the examples shown, is designed as an angular contact ball bearing unit, the inner ball running surface 7 of the first bearing unit 3 being formed on an axial side 10a of a radially projecting annular flange 10 of the wing pin 2 facing the wing blade 1, as is the case in particular from the 4 , 7 until 9 and 11 is visible. The angular contact ball bearing is very suitable for absorbing the forces acting on the fan blades in fan wheels that are equipped with such fan blades, especially during pivoting movements of the fan blade for the purpose of adjusting the angle of attack. The formation of the associated shape of the ball running surface 9 and thus the inner ball running surface 7 of the first bearing unit 3 on the surface or outer peripheral surface of the wing pin 2 also requires relatively little work Effort can be achieved, for example by producing the wing pivot as a turned part, ie using turning as a manufacturing process.

In entsprechenden Realisierungen dieser Schrägkugellagereinheit schließt, wie in den gezeigten Beispielen, eine Hauptkontaktlinie HK der ersten Lagereinheit 3 einen Winkel β im Bereich von 40° bis 50°, z.B. etwa 45°, zu der Lüfterflügel-Längsachse LF ein, wie in 4 explizit angegeben. Die Hauptkontaktlinie HK bildet hierbei eine Symmetrielinie für jede der beiden Kontaktflächen, mit denen die jeweilige Lagerkugel 8 abrollend mit der inneren Kugellauffläche 7 einerseits und der äußeren Kugellauffläche 6 andererseits in Kontakt ist. Diese Orientierung der Hauptkontaktlinie HK ist für entsprechende Anwendungen des Lüfterflügels hinsichtlich Aufnahme der auftretenden Kraftbelastungen günstig.In corresponding implementations of this angular contact ball bearing unit, as in the examples shown, a main contact line HK of the first bearing unit 3 includes an angle β in the range of 40° to 50°, for example approximately 45°, to the fan blade longitudinal axis LF, as in 4 explicitly stated. The main contact line HK forms a line of symmetry for each of the two contact surfaces with which the respective bearing ball 8 is in rolling contact with the inner ball running surface 7 on the one hand and the outer ball running surface 6 on the other hand. This orientation of the main contact line HK is favorable for corresponding applications of the fan blade in terms of absorbing the force loads that occur.

In entsprechenden Ausführungen ist beim erfindungsgemäßen Lüfterflügel, wie in den gezeigten Beispielen, die jeweilige Lagerkugel 8 über einen Kontaktwinkel α im Bereich von 70° bis 110°, z.B. im Bereich von 85° bis 95° oder spezieller über einen Kontaktwinkel α von ca. 90°, mit der inneren Kugellauffläche 7 der ersten Lagereinheit 3 in Kontakt, d.h. in abrollendem Berührkontakt, wie ebenfalls in 4 explizit angegeben. Auch dies stellt eine für viele Anwendungen des Lüfterflügels günstige Gestaltung der ersten Lagereinheit 3 dar.In corresponding embodiments, in the fan blade according to the invention, as in the examples shown, the respective bearing ball 8 has a contact angle α in the range of 70° to 110°, for example in the range of 85° to 95° or more specifically over a contact angle α of approximately 90 °, with the inner ball running surface 7 of the first bearing unit 3 in contact, ie in rolling contact, as also in 4 explicitly stated. This also represents a favorable design of the first bearing unit 3 for many applications of the fan blade.

In entsprechenden Ausführungen des erfindungsgemäßen Lüfterflügels besteht die Lagerschale 5 der ersten Lagereinheit 3 aus einem Kunststoffmaterial, während der Flügelzapfen 2 und die Lagerkugeln 8 der ersten Lagereinheit 3 aus einem Metallmaterial bestehen. Diese Materialkombination ist für viele Anwendungen fertigungstechnisch und funktionell von Vorteil. Bei dem Kunststoffmarerial kann es sich z.B. um ein faserverstärktes Kunststoffmaterial oder, wenn das Vorhandensein von Fasern im entsprechenden Anwendungsfall zu unerwünschten Effekten führen würde, um ein nicht faserverstärktes, von Verstärkungsfasern freies Kunststoffmaterial handelnIn corresponding embodiments of the fan blade according to the invention, the bearing shell 5 of the first bearing unit 3 is made of a plastic material, while the wing pin 2 and the bearing balls 8 of the first bearing unit 3 are made of a metal material. This material combination is advantageous for many applications in terms of production technology and functionality. The plastic material can be, for example, a fiber-reinforced plastic material or, if the presence of fibers would lead to undesirable effects in the corresponding application, a non-fiber-reinforced plastic material free of reinforcing fibers

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist beim erfindungsgemäßen Lüfterflügel die Lagerschale 5 der ersten Lagereinheit 3 von einer mehrteiligen, insbesondere zweiteiligen, Lagerhülse 11 gebildet, wie dies bei den gezeigten Beispielen der Fall ist. Diese mehrteilige Realisierung der Lagerschale 5 ermöglicht eine relativ einfache Montage der ersten Lagereinheit 3.In an advantageous embodiment, in the fan blade according to the invention, the bearing shell 5 of the first bearing unit 3 is formed by a multi-part, in particular two-part, bearing sleeve 11, as is the case in the examples shown. This multi-part realization of the bearing shell 5 enables relatively simple assembly of the first bearing unit 3.

Eine weitergehende Optimierung dieser Realisierung der Lagerschale 5 als mehrteilige Lagerhülse 11 besteht darin, die Lagerhülse 11, wie in den gezeigten Beispielen, aus mehreren Hülsenteilen aufzubauen, von denen sich jeder Hülsenteil axial durchgehend und über einen Umfangswinkel von höchstens 180° erstreckt. Denn in diesem Fall kann die erste Lagereinheit 3 relativ einfach dadurch am Flügelzapfen 2 angebracht werden, dass zunächst z.B. nur einer der Hülsenteile an den Führungszapfen 2 angelegt und die Lagerkugeln 8 angebracht werden, bevor der oder die übrigen Hülsenteile angebracht werden und dadurch die Lagerhülse 11 geschlossen wird. Die Lagerschale 5 bzw. Lagerhülse 11 braucht folglich nicht axial auf den Flügelzapfen 2 aufgesetzt werden. Besonders vorteilhaft kann diesbezüglich die in den gezeigten Beispielen benutzte zweiteilige Bildung der Lagerhülse 11 aus einem ersten Hülsenteil 11a und einem zweiten Hülsenteil 11b sein, wobei die beiden Hülsenteile 11a, 11b in diesem Fall zwei Halbschalen der Lagerschale 5 bilden und sich dementsprechend in Umfangsrichtung über jeweils ca. 180° erstrecken.A further optimization of this realization of the bearing shell 5 as a multi-part bearing sleeve 11 consists in constructing the bearing sleeve 11, as in the examples shown, from several sleeve parts, of which each sleeve part extends axially continuously and over a circumferential angle of at most 180 °. In this case, the first bearing unit 3 can be attached to the wing pin 2 relatively easily by first, for example, only placing one of the sleeve parts on the guide pin 2 and attaching the bearing balls 8 before the remaining sleeve part(s) are attached and thereby the bearing sleeve 11 is closed. The bearing shell 5 or bearing sleeve 11 therefore does not need to be placed axially on the wing pin 2. The two-part formation of the bearing sleeve 11 from a first sleeve part 11a and a second sleeve part 11b used in the examples shown can be particularly advantageous in this regard, with the two sleeve parts 11a, 11b in this case forming two half-shells of the bearing shell 5 and correspondingly extending over each other in the circumferential direction extend approximately 180°.

Des Weiteren ist es bei den erwähnten Ausführungen der Lagerschale 5 als mehrteilige Lagerhülse 11 von Vorteil, wenn wie in den gezeigten Beispielen die Hülsenteile 11a, 11b im Bereich der äußeren Kugellauffläche 6 über axial schräg verlaufende Trennlinien TL fluchtend aneinandergrenzen. Die Trennlinien TL sind in der Querschnittansicht von 3 im Schnitt zu erkennen. Der axial schräge Trennlinienverlauf, d.h. der Verlauf der jeweiligen Trennlinie TL schraubenlinienförmig schräg mit kombinierter Axial- und Umfangsrichtungskomponente, ermöglicht es, dass die Lagerkugeln 8 während ihres Umlaufs entlang der äußeren Kugellauffläche 6 stufenlos abrollen können, ohne auf einen Absatz oder eine Stufe an der Verbindungsstelle von je zwei Lagerhülsenteilen zu stoßen. Dies kommt einem störungsfreien, glatten, homogenen Abrollen der Lagerkugeln 8 entlang der äußeren Kugellauffläche 6 zugute.Furthermore, in the mentioned embodiments of the bearing shell 5 as a multi-part bearing sleeve 11, it is advantageous if, as in the examples shown, the sleeve parts 11a, 11b adjoin one another in alignment in the area of the outer ball race surface 6 via axially oblique dividing lines TL. The dividing lines TL are in the cross-sectional view of 3 visible on average. The axially oblique dividing line course, ie the course of the respective dividing line TL helically obliquely with a combined axial and circumferential direction component, enables the bearing balls 8 to roll continuously along the outer ball running surface 6 during their rotation, without hitting a shoulder or step at the connection point of two bearing sleeve parts each. This benefits trouble-free, smooth, homogeneous rolling of the bearing balls 8 along the outer ball running surface 6.

In 8 ist die zweiteilige Lagerhülse 11 mit den beiden Hülsenteilen 11a, 11b als Halbschalen in einem aufgeklappten Zustand derselben dargestellt, wobei die beiden Halbschalen über eine Verbindungslinie 19 miteinander klappbeweglich verbunden sind. Durch Umklappen der einen Halbschale bzw. des einen Hülsenteils 11b auf die andere Halbschale bzw. den anderen Hülsenteil 11a kann die Lagerschale 5 bzw. Lagerhülse 11 geschlossen werden, wodurch auch die erste Lagereinheit 3 geschlossen wird. Für diese Lagerschalengestaltung ist es in der Regel zweckmäßig, wenn die Lagerschale 5 aus einem Kunststoffmaterial gebildet ist. Sie kann in diesem Fall beispielsweise als Kunststoffspritzgießteil gefertigt sein, wobei die beiden Halbschalen bzw. Hülsenteile 11a, 11b je nach Bedarf als ein einziges Gießteil oder als zwei getrennte Gießteile gefertigt sein können, die längs der Verbindungslinie 19 aneinander befestigt werden und dann durch Aufeinanderklappen bzw. Zusammenklappen geschlossen werden können.In 8th the two-part bearing sleeve 11 with the two sleeve parts 11a, 11b is shown as half-shells in an unfolded state, the two half-shells being connected to one another in a foldable manner via a connecting line 19. By folding one half-shell or one sleeve part 11b onto the other half-shell or the other sleeve part 11a, the bearing shell 5 or bearing sleeve 11 can be closed, whereby the first bearing unit 3 is also closed. For this bearing shell design, it is generally expedient if the bearing shell 5 is made of a plastic material. In this case, it can be manufactured, for example, as a plastic injection-molded part, whereby the two half-shells or sleeve parts 11a, 11b can be manufactured as a single casting part or as two separate casting parts, as required, which are fastened to one another along the connecting line 19 and then folded together or .Can be closed when folded.

Die erwähnte mehrteilige Ausführung der Lagerschale 5 bzw. Lagerhülse 11 ermöglicht des Weiteren die Ausbildung von Hinterschnitten z.B. als entsprechendes Kunststoffspritzgießteil, wobei solche Hinterschnitte dazu beitragen können, das Auffangen von einwirkenden Belastungskräften zu unterstützen. Auch die Reparaturfähigkeit der entsprechenden Drehlagerung kann verbessert bzw. erleichtert werden, wenn die Lagerschale 5 in der erwähnten Weise mehrteilig ausgeführt wird. Dies gilt insbesondere dann, wenn die einzelnen Hülsenteile 11a, 11b lösbar miteinander verbunden sind, so dass durch Lösen dieser Verbindung die Lagerhülse 11 bei Bedarf mit relativ geringem Aufwand geöffnet bzw. vom Flügelzapfen 2 abgenommen werden kann.The mentioned multi-part design of the bearing shell 5 or bearing sleeve 11 also enables the formation of undercuts, for example as a corresponding plastic injection molded part, whereby such undercuts can help to support the absorption of acting load forces. The ability to repair the corresponding pivot bearing can also be improved or made easier if the bearing shell 5 is made in several parts in the manner mentioned. This applies in particular when the individual sleeve parts 11a, 11b are detachably connected to one another, so that by loosening this connection, the bearing sleeve 11 can be opened or removed from the wing pin 2 with relatively little effort if necessary.

In einer entsprechenden Ausführung ist die zweite Lagereinheit 4 als Gleitlagereinheit 12 ausgebildet, wie dies beim Ausführungsbeispiel der 8 und 9 vorgesehen ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Gleitlagereinheit 12 von einem Gleitlagerflansch 20, der radial nach außen abstehend am Flügelzapfen 2 ausgebildet ist, und einer Gleitlageraufnahme 21 gebildet, die an der Lagerschale 5 bzw. Lagerhülse 11 ausgebildet ist.In a corresponding embodiment, the second bearing unit 4 is designed as a plain bearing unit 12, as in the exemplary embodiment 8th and 9 is provided. In this exemplary embodiment, the plain bearing unit 12 is formed by a plain bearing flange 20, which is designed to project radially outward on the wing pin 2, and a plain bearing receptacle 21, which is formed on the bearing shell 5 or bearing sleeve 11.

In einer alternativen Ausführung ist die zweite Lagereinheit 4 als eine weitere Kugellagereinheit 13 ausgebildet, wie dies beim Ausführungsbeispiel der 1 bis 4 und 7 sowie beim Ausführungsbeispiel der 10 bis 12 der Fall ist. Die weitere Kugellagereinheit 13 umfasst eine an der Lagerschale 5 bzw. Lagerhülse 11 ausgebildete weitere äußere Kugellauffläche 14, eine an der Oberfläche bzw. außenseitigen Umfangsfläche des Flügelzapfens 2 ausgebildete weitere innere Kugellauffläche 15 und eine Mehrzahl weiterer Lagerkugeln 16, die abrollend zwischen der weiteren inneren Kugellauffläche 15 und der weiteren äußeren Kugellauffläche 14 angeordnet sind. Auch im Übrigen kann die weitere Kugellagereinheit 13 die bereits oben zur als Kugellagereinheit ausgebildeten ersten Lagereinheit 3 erwähnten konstruktiven Gegebenheiten, Wirkungen und Funktionseigenschaften haben, wodurch diese Vorteile der ersten, als Kugellagereinheit ausgebildeten Lagereinheit 3 durch die zweite Lagereinheit 4 in Form der weiteren Kugellagereinheit 13 verstärkt werden.In an alternative embodiment, the second bearing unit 4 is designed as a further ball bearing unit 13, as in the exemplary embodiment 1 until 4 and 7 as well as in the exemplary embodiment 10 until 12 the case is. The further ball bearing unit 13 comprises a further outer ball bearing surface 14 formed on the bearing shell 5 or bearing sleeve 11, a further inner ball bearing surface 15 formed on the surface or outside peripheral surface of the wing pin 2 and a plurality of further bearing balls 16 which roll between the further inner ball bearing surface 15 and the further outer ball bearing surface 14 are arranged. The further ball bearing unit 13 can also have the structural conditions, effects and functional properties already mentioned above for the first bearing unit 3 designed as a ball bearing unit, whereby these advantages of the first bearing unit 3 designed as a ball bearing unit are reinforced by the second bearing unit 4 in the form of the further ball bearing unit 13 become.

In vorteilhaften Ausführungsformen weist die Lagerschale 5 bzw. die Lagerhülse 11 mindestens eine verschließbare Kugeleinführöffnung 22 zum Einbringen der Lagerkugeln 8, 16 auf. Die 10 bis 12 veranschaulichen ein entsprechendes Ausführungsbeispiel, bei dem die Lagerschale 5 bzw. Lagerhülse 11 je zwei in Umfangsrichtung um 180° versetzt angeordnete Kugeleinführöffnungen 22 zum Einbringen der Lagerkugeln 8 für die erste Lagereinheit 3 sowie der Lagerkugeln 16 für die zweite Lagereinheit 4 aufweist. In alternativen Ausführungen ist für die jeweilige Lagereinheit 3, 4 nur eine einzige Kugeleinführöffnung vorgesehen, oder es sind mehr als zwei Kugeleinführöffnungen umfangsseitig verteilt angeordnet.In advantageous embodiments, the bearing shell 5 or the bearing sleeve 11 has at least one closable ball insertion opening 22 for inserting the bearing balls 8, 16. The 10 until 12 illustrate a corresponding exemplary embodiment in which the bearing shell 5 or bearing sleeve 11 each has two ball insertion openings 22 arranged offset by 180° in the circumferential direction for inserting the bearing balls 8 for the first bearing unit 3 and the bearing balls 16 for the second bearing unit 4. In alternative embodiments, only a single ball insertion opening is provided for the respective bearing unit 3, 4, or more than two ball insertion openings are arranged distributed around the circumference.

Es versteht sich, dass die Weite bzw. der Durchmesser der Kugeleinführöffnung 22 mindestens so groß bzw. vorzugweise etwas größer gewählt ist als die Abmessung bzw. der Durchmesser der Lagerkugeln 8, 16, so dass die Lagerkugeln 8, 16 durch die eine oder mehreren Kugeleinführöffnungen 22 hindurch zur Bildung der entsprechenden Kugellagereinheit in den Zwischenraum zwischen der inneren Kugellauffläche 7, 15 und der äußeren Kugellauffläche 6, 14, d.h. in den Kugelaufnahmeraum, der betreffenden Kugellagereinheit eingebracht werden können. Vorzugsweise können die Lagerkugeln 8, 16 bei Bedarf über die eine oder mehreren Kugeleinführöffnungen 22 auch wieder aus dem Kugelaufnahmeraum herausgenommen werden.It is understood that the width or diameter of the ball insertion opening 22 is chosen to be at least as large or preferably slightly larger than the dimension or diameter of the bearing balls 8, 16, so that the bearing balls 8, 16 pass through the one or more ball insertion openings 22 can be introduced into the space between the inner ball bearing surface 7, 15 and the outer ball bearing surface 6, 14, i.e. into the ball receiving space, of the relevant ball bearing unit to form the corresponding ball bearing unit. If necessary, the bearing balls 8, 16 can preferably be removed from the ball receiving space again via the one or more ball insertion openings 22.

Es ist für diese Ausführung mit der mindestens einen Kugeleinführöffnung 22 nicht erforderlich, die Lagerkugeln 8, 16, wenn die Lagerhülse 11 mehrteilig gefertigt ist, an einem oder mehreren ihrer Hülsenteile 11a, 11b vor deren Zusammenfügen zur Bildung der Lagerhülse 11 anzuordnen. Vielmehr können die Lagerkugeln 8, 16 nach dem Zusammenfügen der Hülsenteile 11a, 11b zur Bildung der Lagerhülse 11 über die eine oder mehreren Kugeleinführöffnungen 22 in den Kugelaufnahmeraum der zugehörigen Kugellagereinheit eingebracht werden.For this embodiment with the at least one ball insertion opening 22, it is not necessary to arrange the bearing balls 8, 16, if the bearing sleeve 11 is made in several parts, on one or more of its sleeve parts 11a, 11b before they are joined together to form the bearing sleeve 11. Rather, after the sleeve parts 11a, 11b have been joined together to form the bearing sleeve 11, the bearing balls 8, 16 can be inserted into the ball receiving space of the associated ball bearing unit via the one or more ball insertion openings 22.

Im Übrigen entspricht die Lagerhülse 11 im Ausführungsbeispiel der 10 bis 12 im Wesentlichen derjenigen des Ausführungsbeispiels der 1 bis 4 und 7. Ebenso entspricht der Flügelzapfen 2 des Ausführungsbeispiels der 10 bis 12 im Wesentlichen demjenigen des Beispiels der 1 bis 4 und 7, wobei im Beispiel der 10 bis 12 der Flügelzapfen 2 als Hohlzapfen ausgeführt ist, durch den hindurch sich eine zentrische Befestigungsschraube 29 erstreckt.Otherwise, the bearing sleeve 11 corresponds to the exemplary embodiment 10 until 12 essentially that of the exemplary embodiment 1 until 4 and 7 . The wing pin 2 of the exemplary embodiment also corresponds to the 10 until 12 essentially the same as the example of 1 until 4 and 7 , where in the example the 10 until 12 the wing pin 2 is designed as a hollow pin, through which a central fastening screw 29 extends.

In vorteilhaften Ausführungsformen beinhaltet der Lüfterflügel, wie beim Ausführungsbeispiel der 10 bis 12 realisiert, einen Verschlussstopfen 23 zum Verschließen der jeweiligen Kugeleinführöffnung 22, wobei der Verschlussstopfen 23 an einer Innenseite 27 eine Kugellaufflächenkontur 24 aufweist, die einen Teil der betreffenden äußeren Kugellauffläche 6, 14 bildet. Damit stellt der Verschlussstopfen 23 den im Bereich der zugeordneten Kugeleinführöffnung 22 befindlichen Teil der zugehörigen äußeren Kugellauffläche 6, 14 bereit, wie insbesondere aus 11 zu erkennen. Dazu ist am jeweiligen Verschlussstopfen 23 ein innenseitig entsprechend geformter axialer Vorsprung 25 ausgebildet, der sich über einen an die Weite der zu verschließenden Kugeleinführöffnung 22 angepassten Umfangswinkel erstreckt. Die diesbezügliche Formgebung für den Vorsprung 25 ist insbesondere aus 12 zu erkennen.In advantageous embodiments, the fan blade includes, as in the exemplary embodiment 10 until 12 realized, a closure plug 23 for closing the respective ball insertion opening 22, the closure plug 23 having a ball running surface contour 24 on an inside 27, which forms part of the relevant outer ball running surface 6, 14. The closure plug 23 thus provides the part of the associated outer ball running surface 6, 14 located in the area of the associated ball insertion opening 22, as shown in particular 11 to recognize. For this purpose, there is an inside on the respective sealing plug 23 a correspondingly shaped axial projection 25 is formed, which extends over a circumferential angle adapted to the width of the ball insertion opening 22 to be closed. The relevant shape for the projection 25 is particularly special 12 to recognize.

Wie weiter aus 12 ersichtlich, ist der Verschlussstopfen 23 in der Ausführung der Lüfterflügelvariante der 10 bis 12 als lösbar steckbarer Verschlussstopfen ausgebildet, wozu er im gezeigten Beispiel vier Stecknasen 26₁, 26₂, 26₃, 26₄ aufweist, die an vier Eckbereichen eines im Wesentlichen viereckigen Basisteils des Verschlussstopfens 23 vom Basisteil axial abstehen. Die Stecknasen 26₁ bis 26₄ des Verschlussstopfens 23 wirken unter Bildung einer entsprechenden, lösbaren Steckverbindung mit korrespondierenden Steckaufnahmen an der Lagerschale 5 bzw. der Lagerhülse 11 zusammen, genauer gesagt am Randbereich der vom jeweiligen Verschlussstopfen 23 zu verschließenden Kugeleinführöffnung 22 der Lagerschale 5 bzw. Lagerhülse 11. Vorzugsweise ist die Steckverbindung derart form kodiert, dass der Verschlussstopfen 23 nur in einer einzigen Steckposition auf die zugehörige Kugeleinführöffnung 22 zum Verschließen derselben aufsteckbar ist, so dass sichergestellt ist, dass die Kugellaufflächenkontur 24 des Verschlussstopfens 23 in richtiger Orientierung zur Bildung der äußeren Kugellauffläche 6, 14 in diesem Bereich positioniert ist. Im Beispiel der 10 bis 12 ist dazu eine der Stecknasen 26₁ bis 26₄, hier speziell die Stecknase 26₁, anders geformt als die übrigen Stecknasen, hier die Stecknasen 26₂ bis 26₄, z.B. wie gezeigt als Stecknase 26₁ mit einer gegenüber der Breite der übrigen Stecknasen 26₂ bis 26₄ geringeren Nasenbreite.How further 12 As can be seen, the sealing plug 23 is in the version of the fan blade variant 10 until 12 designed as a detachably pluggable closure plug, for which purpose it has four plug-in lugs 26 ₁ , 26 ₂ , 26 ₃ , 26 ₄ in the example shown, which protrude axially from the base part at four corner regions of a substantially square base part of the closure plug 23. The plug-in lugs 26 ₁ to 26 ₄ of the sealing plug 23 cooperate to form a corresponding, detachable plug-in connection with corresponding plug-in receptacles on the bearing shell 5 or the bearing sleeve 11, more precisely at the edge region of the ball insertion opening 22 of the bearing shell 5 or Bearing sleeve 11. The plug connection is preferably shape-coded in such a way that the sealing plug 23 can only be plugged onto the associated ball insertion opening 22 in a single plug-in position to close it, so that it is ensured that the ball running surface contour 24 of the sealing plug 23 is in the correct orientation to form the outer Ball bearing surface 6, 14 is positioned in this area. In the example of 10 until 12 For this purpose, one of the plug-in noses 26 ₁ to 26 ₄ , here specifically the plug-in nose 26 ₁ , is shaped differently than the other plug-in noses, here the plug-in noses 26 ₂ to 26 ₄ , for example as shown as a plug-in nose 26 ₁ with a width opposite to the width of the other plug-in noses 26 ₂ to 26 ₄ smaller nose width.

Wie die gezeigten und die weiteren oben erläuterten Ausführungsbeispiele deutlich machen, stellt die Erfindung einen Lüfterflügel zur Verfügung, der gegenüber herkömmlichen Lüfterflügeln insbesondere im Hinblick auf seine Drehlagerung Vorteile bietet. Durch Ausbilden einer zugehörigen Kugellauffläche direkt an der Oberfläche des Flügelzapfens lässt sich eine Kugellagerung des Lüfterflügels realisieren, ohne dazu einen Lagerinnenring zu benötigen bzw. einen solchen auf den Flügelzapfen aufpressen oder in anderer Weise an diesem drehfest befestigen zu müssen. Kräfte können direkt vom Flügelzapfen aufgenommen werden, ohne einen solchen Kugellagerinnenring zu belasten. Bei mehrteiliger Realisierung der Lagerschale kann diese sehr einfach am Flügelzapfen montiert werden, auch diesbezüglich ist dann kein Aufpressen auf den Flügelzapfen erforderlich. Die Lagerschale kann z.B. vorteilhaft aus zwei Halbschalen bestehen, die als Kunststoffspritzgießteil gefertigt werden können.As the exemplary embodiments shown and the other exemplary embodiments explained above make clear, the invention provides a fan blade that offers advantages over conventional fan blades, particularly with regard to its rotary bearing. By forming an associated ball bearing surface directly on the surface of the wing pin, a ball bearing of the fan blade can be implemented without requiring a bearing inner ring or without having to press one onto the wing pin or attach it to it in a rotationally fixed manner. Forces can be absorbed directly by the wing pivot without putting any strain on such a ball bearing inner ring. If the bearing shell is made in several parts, it can be mounted very easily on the wing pin; in this case too, no pressing onto the wing pin is necessary. The bearing shell can, for example, advantageously consist of two half-shells, which can be manufactured as a plastic injection-molded part.

Der erfindungsgemäße Lüfterflügel ist insbesondere für Lüfterräder bzw. Lüfter von schweren Arbeitskraftmaschinen, jedoch auch für andere Zwecke überall dort nutzbringend verwendbar, wo Bedarf an Lüfterflügeln besteht, die zwecks Anstellwinkelverstellung dreh- bzw. schwenkbeweglich an einer Lüfternabe oder dergleichen gehalten werden.The fan blade according to the invention can be used in particular for fan wheels or fans of heavy power machines, but also for other purposes wherever there is a need for fan blades which are held on a fan hub or the like in a rotatable or pivotable manner for the purpose of adjusting the angle of attack.

Claims

Fan blade with - a blade (1) and a wing pin (2) projecting from the front of the blade and - a rotary bearing for the pivotable mounting of the wing pin, the rotary bearing comprising a first and a second bearing unit (3, 4) axially spaced therefrom, the first bearing unit (3) is designed as a ball bearing unit, which comprises a bearing shell (5), an outer ball running surface (6) formed on the bearing shell, an inner ball running surface (7) and bearing balls (8) rolling between the inner and outer ball running surfaces, thereby characterized in that - the wing pin (2) has a ball running surface (9) on its surface, which forms the inner ball running surface (7) of the first bearing unit (3).

Fan blades after Claim 1 , further characterized in that the first bearing unit is designed as an angular contact ball bearing unit and the inner ball running surface of the first bearing unit is formed on a blade-facing axial side (10a) of a radially projecting annular flange (10) of the wing pin.

Fan blades after Claim 2 , further characterized in that a main contact line (HK) of the first bearing unit encloses an angle (β) in the range of 40° to 50° to a fan blade longitudinal axis (LF).

Fan blades according to one of the Claims 1 until 3 , further characterized in that the respective bearing ball is in contact with the inner ball running surface of the first bearing unit over a contact angle (α) in the range from 70° to 110°, in particular from 85° to 95°.

Fan blades according to one of the Claims 1 until 4 , further characterized in that the bearing shell is made of plastic material and the wing pin and the bearing balls are made of metal material.

Fan blades according to one of the Claims 1 until 5 , further characterized in that the bearing shell is formed by a multi-part, in particular two-part, bearing sleeve (11).

Fan blades after Claim 6 , further characterized in that the bearing sleeve is constructed from a plurality of sleeve parts (11a, 11b), each of which extends axially continuously and over a circumferential angle of at most 180°.

Fan blades after Claim 6 or 7 , further characterized in that the sleeve parts adjoin one another in alignment in the area of the outer ball running surface via axially oblique dividing lines (TL).

Fan blades according to one of the Claims 1 until 8th , further characterized in that the second bearing unit is designed as a plain bearing unit (12) or is designed as a further ball bearing unit (13), which has a further outer ball running surface (14) formed on the bearing shell, a further inner ball running surface (14) formed on the surface of the wing pin ( 15) and further bearing balls (16) rolling between the further inner and the further outer ball bearing surfaces.

Fan blades according to one of the Claims 1 until 9 , further characterized in that the bearing shell has at least one closable ball insertion opening (22) for inserting the bearing balls.

Fan blades after Claim 10 , further characterized by a closure plug (23) for closing the ball insertion opening, the closure plug having a ball running surface contour (24) on an inside (27) which forms part of the relevant outer ball running surface.

Fan wheel with several fan blades (17) whose angle of attack can be adjusted, characterized in that at least one of the fan blades is one of the Claims 1 until 11 is.