DE1703824B2 - FAN IMPELLER - Google Patents
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Description
abgewandelten Form des flexiblen Ventilatorflügels.modified form of the flexible fan blade.
F i g. 5 eine Seitenschnittansicht noch einer weiteren abgewandelten Form des flexiblen Ventilatorflügels undF i g. Figure 5 is a side sectional view of yet another modified form of the flexible fan blade and
F i g. 6 eine Teilvorderansicht einer weiteren abgewandelten Form eines flexiblen Ventilatorflügels, wobei die Versteifungsrippe eine bogenförmige oder halbmondförmige Gestalt hat.F i g. 6 is a partial front view of another modified form of flexible fan blade, wherein the stiffening rib is arched or crescent-shaped Has shape.
Gemäß Fig. 1 und 2 weist das Ventilatorlaufrad ein Drehkreuz mit einem Nabenabschnitt 11 und einer Reihe von radial gerichteten Armen 12 _uf. Der Nabenabschnitt kann mit Bohrungen 13 /ur Befestigung tn einer Antriebsscheibe versehen sein, und die Arme 12 können mit verschiedenen Winkeln im Abstand voneinander angeordnet sein. Gemäß F i g. 2 trägt jeder der Anne ein fsexibles Flügelblau 14. Jedes der Flügelblätter erstreckt sich über die Enden des augehörigen Armes hinaus und ist in Längsrichtung zweimal um sich selbst gefaltet, wodurch ihr freies Ende 10 in die Nachbarschaft einer glatten hohlen Wulst 17 gelangt, die sich entlang einer Kante des Flügels erstreckt und durch die ursprüngliche Falte des überlappenden Flügelblattabschnitts 18 gebildet ist.According to FIGS. 1 and 2, the fan impeller has a Turnstile with a hub portion 11 and a series of radially directed arms 12 _uf. Of the The hub section can be provided with bores 13 for fastening a drive pulley, and the arms 12 can be spaced apart at different angles. According to FIG. 2 everyone wears the Anne a fexible wing blue 14. Each of the wing blades extends over the ends of the its arm and is folded lengthways twice around itself, creating its free end 10 comes into the vicinity of a smooth hollow bead 17, which extends along one edge of the wing and is formed by the original fold of the overlapping blade section 18.
Der überlappende Abschnitt 18 bildet einen verstärkten Kantenbereich mit dreifacher Dicke für den Flügel. Nieten 19 sind entlang der Länge des Drehkreuzarmes im Abstand voneinander angeordnet und dienen dazu, den Arm und den verstärkten Kantenbereich des Flügels starr miteinander zu verbinden.The overlapping portion 18 forms a reinforced edge area of three times the thickness for the wing. Rivets 19 are spaced along the length of the turnstile arm and are used to to rigidly connect the arm and the reinforced edge area of the wing.
Der Hauptbereich der Biegung des Flügels liegt beim Betrieb des Ventilators außerhalb des verstärkten oder überlappenden Abschnitts 18 des Flügelblaues. Der Abschnitt des Flügels außerhalb oder jenseits dieses Hauptbiegeabschnitts ist so geformt, daß er eine Längsrippe 15 bildet, die die in Fig. 1 und 2 gezeigte Form aufweist und insbesondere in der Nähe des Flügelrandes gegenüber der Wulst 17 liegt.The main area of curvature of the blade when the fan is operating is outside the reinforced or overlapping portion 18 of the wing blue. The section of the wing outside or beyond this The main bending portion is shaped to form a longitudinal rib 15 similar to that shown in FIGS Has shape and is in particular in the vicinity of the wing edge opposite the bead 17.
Wenn der Ventilator gemäß Fig. I mit relativ niedriger Drehgeschwindigkeit im Uhrzeigersinn gedreht wird, werden die Ventilatorflügel 14 durch eine Kraft beeinflußt, die dazu neigt, die Flügelblätter in Richtung des in Fig. 2 gezeigten Pfeiles abzulenken oder zu biegen, und zwar hauptsächlich in dem Hauptbiegebereich, wie er vorher erwähnt wurde. Wenn diese Kraft ausreichend groß ist, wird sich der überlappende Abschnitt 18 jedoch ebenfalls etwas verbiegen. Wenn die Drehgeschwindigkeit des Ventilators steigt, wird diese Ablenkkraft größer; die Flügelblätter 14 neigen dann dazu, sich abzuflachen oder zu entlasten. Im Querschnitt gesehen kann jeder Flügel als freitragender Hebel betrachtet werden, wobei die Befestigung an den Nieten 19 vorgesehen ist und der Träger unter gleichmäßig verteilter Last !.'eht.When the fan is rotated clockwise as shown in FIG is, the fan blades 14 are influenced by a force that tends to move the blades in Direction of the arrow shown in Fig. 2 to deflect or bend, mainly in the Main bending area as mentioned earlier. If this force is sufficiently great, the however, also bend the overlapping section 18 somewhat. When the rotation speed of the fan increases, this distracting force increases; the blades 14 then tend to flatten out or to relieve. When viewed in cross-section, each wing can be viewed as a cantilevered lever, whereby the attachment to the rivets 19 is provided and the carrier is under an evenly distributed load!
Bei bekannten biegsamen Ventilatorflügelkonstruktionen ohne Verstärkung im Befestigungsbereich ist die Spannungsverteilung über die Breite des Ventilatorflügels ähnlich der in einem freitragenden Hebel, der an einem Ende festgeklemmt ist und unter gleichmäßig verteilter Last steht, d. h., die Spannung ist an der freien Spitze des Trägers Null und verändert sich mit der Exponentialgröße zu einem Maximum am festen Ende des Trägers. Maximale Spannung konzentriert sich somit an dem Niet oder dem Schweißbereich bei diesen bekannten Konstruktionen. Das Vorhandensein des überlappenden Abschnitts 18 in der Konstruktion gemäß der vorliegenden Erfindung dient tatsächlich dazu, den Querschnitt des von dem Flügel gebildeten «Trägers« entlang eines Teiles seiner Länge in nächster Nähe seines festgeklemmten Endes zu erhöhen. Das verteilt die Gesamtspannung gleichmäßiger entlang der Breite des Flügels uno vermeidet hohe Konzentration der Spannung an der genieteten oder geschweißten Befestigung des Flügelblattes am Drehkreuzarm. Die hohle Wulst 17 entlang der L eitkante jedes Flügelblattes bildet eine glatte, stromlinienförmige Oberfläche, die sich im wesentlichen vollständig über die geradlinige Kante 12a der Drehkreuzarme 12 erstreckt. Die Leiikante des Flügels wird durch diese Wulst versteift, und aus der somit geschaffenen glattgebogenen Oberfläche ergeben sich aerodynamische Vorteile. Die Flügelblattfaltung schafft somit eine Verstärkung am Befestigungsbereich der Arme 12. die im wesentlichen ein Verbiegen quer über die Flügelbreite jenseits der Arme 12 verhindert, und bildet eine glatte Leitkante, ohne daß die Verwendung zusätzlicher Komponenten wie z. B. Klemmen oder Stützplatien. erforderlich sind.In known flexible fan blade constructions without reinforcement in the fastening area, the Stress distribution across the width of the fan blade similar to that in a cantilevered lever that is attached to one end is clamped and under an evenly distributed load; d. i.e., the tension is on the free Top of the carrier zero and changes with the exponential to a maximum at the fixed end of the wearer. Maximum stress is thus concentrated on the rivet or the weld area in these known constructions. The presence of the overlapping portion 18 in the construction according to the present invention is actually used to the cross-section of the formed by the wing "Beam" along part of its length in close proximity to its clamped end. That distributes the total tension more evenly along the width of the wing and avoids high concentration the tension on the riveted or welded attachment of the blade to the turnstile arm. the hollow bead 17 along the leading edge of each blade forms a smooth, streamlined surface which extends essentially completely over the straight edge 12a of the turnstile arms 12. the The edge of the wing is stiffened by this bead, and the smoothly curved surface thus created results in aerodynamic advantages. the Blade folding thus creates a reinforcement at the fastening area of the arms 12, which essentially prevents bending across the width of the wing beyond the arms 12, and forms a smooth leading edge, without the use of additional components such. B. clamps or support plates. required are.
Wie oben erwähnt, dient die Versteifungsrippe. d;e außerhalb des Hauptbiegebereiches des flexiblen Flügelblattes liegt, dazu, die Schwingung zweiter Art. die beim Betrieb des Ventilators auftrit!, in eine Frequenz zu überführen, die jenseits des Betriebsgeschwindigkeitsbereiches des Ventilators liegt. Gemäß F i g. 1 kann man annehmen, daß die Schwingung zweiter Art an jedem Flügel um den Mittelpunkt 4 auftrit1, wobei die Punkte B und C sich in derselben Richtung bewegen und um den Mittelpunkt .4 schwingen, wie es vorher erwähnt wurde. Wenn die Verstärkungsrippe 15 fehlt, kann diese Schwingung Brüche und Versagen der Flügel hervorrufen. Die Hinzufügung dieser Versteifungsrippe löst diese1· Schwingungsproblem, ohne die Fälligkeit der Flügel /u zerstören, sich unter Last zu verbiegen.As mentioned above, the stiffening rib serves. d; e lies outside the main bending area of the flexible blade, for the purpose of converting the oscillation of the second type that occurs during operation of the fan into a frequency which is beyond the operating speed range of the fan. According to FIG. 1 it can be assumed that the oscillation of the second kind occurs on each wing about the center point 4 1 , with the points B and C moving in the same direction and oscillating around the center point .4, as mentioned earlier. If the reinforcement rib 15 is absent, this vibration can cause breakage and failure of the wings. The addition of this stiffening rib solves this 1 · vibration problem without destroying the susceptibility of the wings / u to bend under load.
In der abgewandelten Konstruktion gemäß I ig 3 unterscheidet sich der überlappende Abschnitt 18.? von dem überlappenden Abschnitt 18 gemäß F i g. 2 dadurch, daß der überlappende Abschnitt 18,·; dadurch hergestellt wird, daß das Flügelblatt nur einmal um sich selbst gefaltet wird und sein Kantenbereich \%b nach außen unter einem spitzen Winkel von dem Flügelblait 14 fort abgewinkelt ist. Diese Anordnung begrenzt die Verbiegung des Flügelblattes und bildet eine erhöhte VerstärKung bei maximalen Abbiegebedingungen, wobei die unter diesen Bedingungen angenommene Lage des Flügelblattes und des Stützbereiches in gestrichelten Linien in F i g. 3 dargestellt ist.In the modified construction according to I ig 3, the overlapping section 18 differs? of the overlapping section 18 according to FIG. 2 in that the overlapping portion 18, ·; that the vane is folded once on itself and its edge portion \ b% outwardly at an acute angle from the Flügelblait 14 is angled away is prepared by. This arrangement limits the bending of the wing blade and forms an increased reinforcement under maximum bending conditions, the position of the wing blade and the support area assumed under these conditions in dashed lines in FIG. 3 is shown.
Die abgewandelte Konstrukuon gemäß F i g. 4 unterscheidet sich von derjenigen gemäß I 1 g. 3 mn dadurch, daß der hervorstehende Kantenbereich 186 gemäß Fig. 3 fortgelassen ist und die Konstruktion im wesentlichen dieselbe wie in f·" 1 g. 2 ist mit der Ausnahme, daß der Kantenabschnitt 18cdes Flügelblattes dadurch hergestellt ist, daß das Flügelblau nur einmal um sich selbst gefaltet ist und dadurch einen überlappenden Abschnitt doppelter Dicke bildet wie in der Konstruktion gemäß F i g. 3 und im Gegensatz zu der Konstruktion gemäß F 1 g. 2.The modified construction according to FIG. 4th differs from that according to I 1 g. 3 mn in that the protruding edge region 186 3 is omitted and the construction is substantially the same as in f · "1 g. 2 with FIG Except that the edge portion 18c of the blade is made by the fact that the wing blue is folded around itself only once and thereby one overlapping portion of double thickness forms as in the construction according to F i g. 3 and in contrast to the construction according to F 1 g. 2.
Die abgewandelte Konstruktion gemäß F i g. 5 unterscheidet sich von derjenigen gemäß F i g. 2 dadurch, daß der vordere Abschnitt 18c/des überlappenden Verstärkungsbereiches 18c nach außen unter einem spitzen Winkel von dem Flügelblatt 14 abgewinkelt ist. Diese nach außen abgewinkelte Form des Verstärkungsbereiches weist eine Biegebegrenzungsfunktion unter maximalen Biegebedingungen auf. Diese allgemeine Lage des Flügelblattes unter diesen Bedingungen ist in gestrichelten Linien in F i g. 5 dargestellt.The modified construction according to FIG. 5 differs from that according to FIG. 2 in that the front portion 18c / of the overlapping Reinforcement area 18c is angled outward at an acute angle from the blade 14. This outwardly angled shape of the reinforcement area has a bending-limiting function under maximum bending conditions. This general position of the blade under these conditions is in dashed lines in FIG. 5 shown.
Die abgewandelte Konstruktion gemäß Fig. 6The modified construction according to FIG. 6
unterscheidet sich von der gemäß Pig. I und 2 dadurch, daß die Versteifungsrippe 15a sich in gewölbter oder bogenförmiger Gestalt über das Flügelblatt 14 erstreckt, statt geradlinig wie in der Konstruktion gemäß F i g. 1 und 2. Die Enden 25 und 26 der Versteifungsrippe in F i g. 6 liegen außerhalb oder jenseits des Hauptbiegebereiches des Flügelblaues, so daß die gesamte Rippe somit wie im Fall aller Ausfuhrungsformen dieser Erfindung außerhalb des Hauptbiegebereiches des Fliigclblattes liegt, wenn es sich unter Last verbiegt.differs from that according to Pig. I and 2 by that the stiffening rib 15a extends in a curved or arched shape over the blade 14, instead of straight as in the construction according to FIG. 1 and 2. The ends 25 and 26 of the stiffening rib in F i g. 6 are outside or beyond the main bending area of the wing blue, so that the entire rib thus, as in the case of all embodiments of this invention outside the main bending area of the The leaflet lies when it bends under load.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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