DE1085644B

DE1085644B - Fan impeller in drum design

Info

Publication number: DE1085644B
Application number: DEA25518A
Authority: DE
Inventors: Harry Arnold Meyer
Original assignee: American Radiator and Standard Sanitary Corp
Current assignee: American Radiator and Standard Sanitary Corp
Priority date: 1956-08-21
Filing date: 1956-08-21
Publication date: 1960-07-21

Description

Lüfterlaufrad in Trömmelbauart Die. Erfindung betrifft ein Lüfterlaufrad in Trommelbauart mit auf dem Trommelumfang angeordneten Schaufeln, welche an ihren Innenkanten mit Schlitzen versehen und an Tragscheiben befestigt sind, die mit ihren Randteilen in die Schlitze eingreifen.Fan impeller in drum design Die. The invention relates to a fan impeller in drum design with blades arranged on the drum circumference, which are attached to their Inside edges are provided with slots and attached to supporting disks with their The edge parts engage in the slots.

Im allgemeinen bilden die Tragscheiben dieser Art Lüfterlaufräder das einzige Verbindungsglied zwischen Lüfterwelle und Lüfterschaufeln, so daß dementsprechend die Verbindung zwischen den Scheiben und den Lüfterschaufeln so kräftig ausgebildet werden muß, daß sie die bei der Rotation des Lüfterlaufrades auftretenden Zentrifugal- und Umfangskräfte aufnehmen kann. Die Zentrifugalkräfte neigen dazu, das Lüfterlaufrad ballonartig aufzuweiten und die Lüfterschaufeln nach außen zu drücken, um eine Laufradexplosion hervorzurufen. Die Umfangskrüfte sind dagegen bestrebt, einen in Umfangsrichtung gerichteten Schlupf zwischen den Lüfterschaufeln und den Scheiben zu verursachen, so daß die Verbindung gelockert werden kann. Da sich bei Erhöhung der Drehzahl des Laufrades auch die Zentrifugalkraft vergrößert, ist es erwünscht, die Tragscheiben so auszubilden, daß sie die Lüfterschaufeln bei erhöhter Drehzahl des Lüfterlaufrades mit größerer Kraft halten, um den auftretenden vergrößerten Zentrifugalkräften standzuhalten.In general, the support disks of this type form fan impellers the only link between the fan shaft and fan blades, so that accordingly the connection between the discs and the fan blades is so strong must be so that they occur during the rotation of the fan impeller centrifugal and can absorb circumferential forces. The centrifugal forces tend to affect the fan impeller Expand like a balloon and push the fan blades outwards, causing an impeller to explode to evoke. The circumferential forces, on the other hand, strive to achieve one in the circumferential direction causing directional slip between the fan blades and the discs, so that the connection can be loosened. Since increasing the speed of the Impeller also increases the centrifugal force, it is desirable to use the support disks to train so that they the fan blades at increased speed of the fan impeller Hold with greater force to withstand the increased centrifugal forces that occur.

Bei einem bekannten Lüfterlaufrad dieser Art sind zur Befestigung der Schaufeln auf der Tragscheibe der Schaufelform entsprechend gebogene Schlitze vorgesehen, die von den Schaufeln durchgriffen werden. Die Schaufeln weisen ebenfalls Ausnehmungen auf, in die eine sägenzahnartig ausgebildete, an der Tragscheibe befestigte Scheibe eingreift. Die Ausbildung dieses bekannten Lüfterrades ist insofern nachteilig, als zur Fertigung ein ziemlich erheblicher Arbeitsaufwand erforderlich ist.In a known fan impeller of this type are for attachment of the blades on the support disc of the blade shape correspondingly curved slots provided, which are penetrated by the blades. The blades also point Recesses in which a sawtooth-like design, attached to the support disc Disk engages. The design of this known fan wheel is disadvantageous in that than a fairly substantial amount of work is required to manufacture.

Es ist ferner bekannt, am äußeren Umfang der aus zwei Scheiben bestehenden Tragscheibe Sicken anzubringen, die die Schanfeln aufnehmende Schlitze aufweisen und Sicherungen gegen Relativverschiebungen der Schaufeln in Umfangsrichtung bilden. Erfindungsgemäß soll diese Sicherung in einfacherer Weise gelöst werden, wobei die Schaufeln gleichzeitig so gehalten sein sollen, daß sie unter Einwirkung der Zentrifugalkraft nicht ausweichen können.It is also known on the outer periphery of the two-disc To attach support disc beads that have the Schanfeln receiving slots and form safeguards against relative displacement of the blades in the circumferential direction. According to the invention, this fuse is to be solved in a simpler manner, with the Shovels should be held at the same time so that they are under the action of centrifugal force can not evade.

Zu diesem Zweck besteht die Erfindung darin, daß die Schlitze schwalbenschwanzartig ausgebildet sind, an deren Flanken sich die jeweils nach außen gebogenen Randteile zweier aufeinanderliegender Tragscheiben anlegen.To this end, the invention consists in that the slots are dovetail-like are formed, on the flanks of the outwardly bent edge parts Place two supporting disks on top of one another.

Weitere Merkmale und Voheile der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen zu entnehmen. Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der Erfindung, Fig. 2 eine zergliederte Teilansicht der beim Lüfterlaufrad gemäß Fig. 1 verwendeten Konstruktionsteile, Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht eines für den Lüfter gemäß Fig. 1 verwendeten Schaufelstanzteils, Fig. 4 eine Schnittansicht durch das Lüfterlaufrad gemäß Fig. 1 entlang der Linien 4-4 der Fig. 5, Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Linie 5-5 der Fig. 4, Fig. 6 eine der Fig. 5 entsprechende Schnittansicht kurz vor dem endgültigen Zusammenbau, Fig. 7 eine Schnittansicht durch das Lüfterlaufrad in Richtung des Pfeiles 10 der Fig. 4.Further features and advantages of the invention can be found in the following description in conjunction with the drawings. An embodiment of the subject matter of the invention is shown in the drawings. 1 shows a perspective view of an embodiment of the invention, FIG. 2 shows a fragmented partial view of the structural parts used in the fan impeller according to FIG. 1 , FIG. 3 shows an enlarged view of a stamped blade part used for the fan according to FIG. 1 , FIG. 4 shows a Sectional view through the fan impeller according to FIG. 1 along the lines 4-4 in FIG. 5, FIG. 5 a sectional view along the line 5-5 in FIG. 4, FIG. 6 a sectional view corresponding to FIG. 5 shortly before the final assembly 7 shows a sectional view through the fan impeller in the direction of arrow 10 in FIG. 4.

Das in den Zeichnungen dargestellte Lüfterlaufrad 1 mit doppelter Einlaßöffnung besteht aus einer Tragscheibenkonstruktion 2, einer Reihe von Schaufeln 3, die an dein Umfang der Tragscheibenkonstruktion befestigt sind, und Endringen 4 und 5, welche an den Endabschnitten der Schaufeln angeklemmt sind. The double inlet fan impeller 1 shown in the drawings consists of a support disc structure 2, a series of blades 3 attached to the periphery of the support disc structure, and end rings 4 and 5 which are clamped to the end portions of the blades.

Die Tragscheibenkonstruktio-n 2 besteht aus zwei Scheiben 6 und 7, von denen jede mit einem konischen Abschnitt 8 und einer sich über den Umfang der Scheiben erstreckenden Sicke 9 versehen ist. Die Scheiben 6 und 7 sind so aneinander befestigt, daß die konkaven Oberflächen der Sicken 9 gegenüberliegen und die Scheibenränder 10 und 11 an allen Stellen des Scheibenumfanges aneinander anliegen.The support disk construction 2 consists of two disks 6 and 7, each of which is provided with a conical section 8 and a bead 9 extending over the circumference of the disks. The discs 6 and 7 are fastened to one another in such a way that the concave surfaces of the beads 9 are opposite and the disc edges 10 and 11 abut one another at all points of the disc circumference.

jede der Schaufeln 3 besteht aus einem flachen Stanzteil, wie er in der Fig. 3 dargestellt ist. An der Schaufelinnenkante 13 ist ein schwalbenschwanzförmiger Schlitz 15 mit divergierenden Seitenwänden 16 und 17 und einer Hinterwand 18 vorgesehen.each of the blades 3 consists of a flat stamped part, as shown in FIG. 3. A dovetail-shaped slot 15 with diverging side walls 16 and 17 and a rear wall 18 is provided on the inner blade edge 13.

Zum Zusammenbau des in Fig. 1 dargestellten Lüfterrades werden zunächst die Schaufeln 3 in bekannter Weise an den Halteringen 4 und 5 und anschließend die Tragscheibenkonstruktion 2 an den Schaufeln befestigt. Diese ist im Durchmesser so klein gewählt, daß sie durch die von den Kanten 28 der Ringe 4 und 5 begrenzte Öffnung in axialer Richtung in den von den Kanten 13 der Schaufeln 3 begrenzten Innenraum 34 hineingebracht werden kann. Die Scheiben 6 und 7 können aus den aus den Ringen 4 und 5 bei der kingherstellung herausgestanzten Innenteilen hergestellt werden.To assemble the fan wheel shown in FIG. 1 , first the blades 3 are fastened in a known manner to the retaining rings 4 and 5 and then the support disk structure 2 is fastened to the blades. This is chosen so small in diameter that it can be introduced through the opening delimited by the edges 28 of the rings 4 and 5 in the axial direction into the interior space 34 delimited by the edges 13 of the blades 3. The discs 6 and 7 can be made from the inner parts punched out of the rings 4 and 5 during the production of the king.

Die Scheibenkonstruktion 2 wird in axialer Richtung in den Innenraum 34 so weit hineinbewegt, daß sie radial auf die Schlitze 15 der Schaufeln 3 ausgerichtet ist. Mit Hilfe von zwei nicht dargestellten Pressenteilen werden die ringförmigen Sicken 9 der Scheiben 6 und 7 zusammengepreßt. Durch dieses Zusammenpressen der Sicken 9 werden die Randteile 10 und 11 in die Schlitze 15 hineinbewegt. Infolge des kreisförmigen Ouerschnittes der in Fig. 6 dargestellten Sicken 9 werden die Randteile 10 und 11 beim Eintritt in die Schlitze 15 auseinandergespreizt. Durch dieses Auseinanderspreizen werden die Randteile gegen die Wandungen 16 und 17 und besonders in die Ecken zwischen diesen Wandungen und der hinteren Wandung 18 hineingedrückt, wie es in Fig. 5 dargestellt ist.The disk structure 2 is moved in the axial direction into the interior space 34 so far that it is aligned radially with the slots 15 of the blades 3. With the help of two press parts, not shown, the annular beads 9 of the disks 6 and 7 are pressed together. As a result of this compression of the beads 9 , the edge parts 10 and 11 are moved into the slots 15 . As a result of the circular cross-section of the beads 9 shown in FIG. 6 , the edge parts 10 and 11 are spread apart when they enter the slots 15. By this spreading apart the edge portions against the walls 16 and 17 and particularly in the corners between these walls and the rear wall 18 are pressed, as shown in Fig. 5.

Das Auseinanderspreizen der Randteile 10 und 11 wird hervorgerufen durch den Querschnitt der Sikken 9, nicht aber durch irgendwelche Keilwirkungen zwischen den Seitenwandungen 16 und 17 und der Hinterwand 18. Somit ist auch die Bewegung der Randteile 10 und 11 nicht von der Übertragung irgendwelcher Kräfte begleitet, die die Schaufeln 3 nach außen in radialer Richtung verformen könnten. Durch eine solche radiale Verbiegung der Schaufeln würden nach außen gerichtete Vorspannungskräfte auftreten, durch die die auftretenden Zentrifugalkräfte schon bei geringeren Lüfterlaufraddrehzahlen ein Aufweiten des Lüfterlaufrades hervorrufen könnten.The spreading of the edge parts 10 and 11 is caused by the cross section of the corrugations 9, but not by any wedge effects between the side walls 16 and 17 and the rear wall 18. Thus, the movement of the edge parts 10 and 11 is not accompanied by the transmission of any forces, which could deform the blades 3 outward in the radial direction. Such a radial bending of the blades would result in outwardly directed prestressing forces through which the centrifugal forces which occur could cause the fan impeller to expand even at lower fan impeller speeds.

Die Anordnung der nach außen divergierenden Schlitze 15 hat den Vorteil, daß bei größer werdenden Zentrifugalkräften im Betriebe die Wandungen 16 und 17 von den Randteilen 10 und 11 mit größerer Kraft gehalten werden, so daß das Lüfterlaufrad besser in der Lage ist, hohe Drehzahlen bei großer Belastung auszuhalten.The arrangement of the outwardly diverging slots 15 has the advantage that with increasing centrifugal forces in operation, the walls 16 and 17 are held by the edge parts 10 and 11 with greater force, so that the fan impeller is better able to handle high speeds at high speeds Endure load.

Der Querschnitt der Sicken 9 und der Schlitze 15 ist so gewählt, daß die Abschnitte 35 der Randteile 10 und 11 zwischen benachbarten Schaufeln weiter auseinandergespreizt werden als die Teile, die an den Wandungen 16 und 17 zur Anlage kommen. Diese Tatsache wird dadurch bedingt, daß die an der Wandung zur Anlage kommenden Teile der Kanten an den Wandungen 16 und 17 beim Eindringen in die Schlitzecken einem größeren Widerstand begegnen, während die Abschnitte 35 keinen solchen Widerstand zu überwinden haben und sich beim Zusammendrücken der Sicken 9 frei bewegen können. Somit bewirken die Abschnitte 35 ' daß die Schaufeln 3 selbst, wenn Umfangskräfte in Richtung des Pfeiles 36 (Fig. 4) auftreten, und bei hohen Drehzahlen in gleichmäßiger Verteilung an den Scheiben 6 und 7 festgehalten werden.The cross section of the beads 9 and the slots 15 is chosen so that the sections 35 of the edge parts 10 and 11 are spread further apart between adjacent blades than the parts that come to rest on the walls 16 and 17 . This fact is due to the fact that the next to the wall of the plant parts of the edges of the walls 16 and 17 meet in penetrating the slot corners of a larger resistance, while the portions 35 have to overcome any such resistance and in compression of the beads is 9 f can scroll rei. Thus, the sections 35 ' cause the blades 3 to be held evenly distributed on the disks 6 and 7 even when circumferential forces occur in the direction of the arrow 36 (FIG. 4) and at high speeds.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Fan impeller in drum design with blades arranged on the drum circumference, which are provided with slots on their inner edges and attached to supporting disks which engage with their edge parts in the slots, characterized in that the slots (15) are dovetail-like the flanks (16, 17) of which the outwardly curved edge parts (10, 11) of two support disks (6, 7) lie on top of one another.

2. Fan impeller according to claim 1, characterized in that the edge parts (10, 11) of the support disks (6, 7) are bent outward at their sections (35) between the blades (3) more than in the slots (15), to prevent relative shifts in the circumferential direction. 3. Fan impeller according to claim 1 and 2, characterized ' that in a known manner the support disks (6, 7) are arranged in the central portion of the fan impeller (1) and that retaining rings (4, 5) are provided as reinforcement at the ends of the fan impeller (1) are. 4. A method for producing a fan impeller according to claim 1 to 3, characterized in that the support disks (6, 7) are initially provided near the edge with annular beads (9) , two of these disks (6, 7) are placed on top of each other so that the convex The sides of the beads (9) point outwards, and then align the double discs (6, 7) with the slots (15) of the blade (3) arranged in a cylindrical surface and level the beads (9) by pressing them together, whereby the edge parts (10 , 11) outside the beading zone (9) are bent diverging outwards and lie against the flanks (16, 17) of the slots (15) of the blades (3) . Contemplated publications: USA. Patents No. 2,125,697, 2 231062, 2392113, 2 5V 805th.