DE1926326A1

DE1926326A1 - Fan wheel with flexible blades

Info

Publication number: DE1926326A1
Application number: DE19691926326
Authority: DE
Inventors: Shigeo Aiki; Masaharu Hayashi; Uichiro Kobashi
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1968-05-25
Filing date: 1969-05-23
Publication date: 1969-12-04
Also published as: US3584969A; DE1926326B2

Description

PATENTANWÄLTE Ί 926326PATENT LAWYERS Ί 926326

DIPL-INQ. JOACHIM STRASSE, HANAU ■ DR. INQ. ARNO SCHMIDT, MÜNCHEN 645 HANAU · BftlaCTKXafflmCSnCXXPOSTFACH 793 · TEL. SO8OS · TELEQRAMME: HANAUPATENT DIPL-INQ. JOACHIM STRASSE, HANAU ■ DR. INQ. ARNO SCHMIDT, MUNICH 645 HANAU BftlaCTKXafflmCSnCXXPOSTBOX 793 TEL. SO8OS · TELEQRAMME: HANAUPATENT

Rötnerstraße 19Rötnerstrasse 19

AISIN SEIKI COMPANY LIMITEDAISIN SEIKI COMPANY LIMITED

No. 1, 2-chome, Asahi-machi, 22. Mai I969No. 1, 2-chome, Asahi-machi, May 22, 1969

Kariya-shi, Aichi-ken, Japan Str/Nie - Io 286Kariya-shi, Aichi-ken, Japan Str / Nie - Io 286

Lüfterrad mit flexiblen FlügelnFan wheel with flexible blades

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Lüfterrad mit flexiblen Flügeln.The present invention relates to a fan wheel with flexible blades.

Die selbsttätige KühlVentilatoreinrichtung für Kraftfahrzeuge ist normalerweise direkt mit dem Fahrzeugantriebsmotor gekoppelt, was bewirkt, daß die Drehzahl des Ventilators mit der Erhöhung der Motordrehzahl zunimmt. Bei einer höheren Motordrehzahl wird eine entsprechend größere Menge an Luft durch das Kühlergitter vom Lüfterrad des Kühlventiletors angezogen. Der Motor wird dadurch häufig unterkühlt, was zu einer beträchtlichen Minderung der Betriebsleistung wie auch des Brennstoffverbrauchs des Motors führt.The automatic cooling fan device for motor vehicles is normally coupled directly to the vehicle drive motor, which causes the fan speed to increase the engine speed increases. At a higher engine speed, a correspondingly larger amount of air is drawn through the radiator grille attracted by the fan wheel of the cooling fan. The engine is thereby often undercooled, which leads to a considerable reduction in the operating performance as well as the fuel consumption of the engine leads.

Andererseits entstehen bei einer überhöhten Drehgeschwindigkeit dos Ventilators zusätzliche und unangenehme Geräusche sowie ein hoher Energieverbrauch.On the other hand, occur when the rotational speed is too high dos ventilators additional and unpleasant noises as well high energy consumption.

TJm den vorstehend erwähnten Nachteilen abzuhelfen, ist schon vorgeschlagen worden, die Kühlventilatoren aus einem Kunst'¹'!· -In order to remedy the above-mentioned disadvantages, it has already been proposed that the cooling fans be made from an art ' ¹ '!

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material herzustellen,,das mehr oder weniger elastisch ist. Schwierigkeiten ergaben sich dabei dadurch, daß der Lüfterflügel möglichst einerseits eine geringe Materialstärke aufweisen soll und andererseits aufgrund der Kunststoffverarbeitungstechnik jedoch eine bestimmte Untergrenze gegeben ist, die erheblich über der gewünschten Materialstärke liegt. Infolge entsprechender Auswahl von elastischem Harzmaterial ist eine gewünschte Verformung der Flügel bei höheren Betriebs_tgeschwindigkeiten des Ventilators bewirkt worden. Allerdings war es nicht möglich, die optimalen Betriebsmerkmale zu erzielen. Außerdem stellten sich häufig nachteilige Wirkungen ein, wenn die Lüfterflügelauslegung geringfügige Fehler aufwies.to produce material that is more or less elastic. Difficulties arose from the fact that the fan blade should, on the one hand, be as thin as possible and, on the other hand, due to the plastics processing technology, there is a certain lower limit which is considerably higher than the desired material thickness. As a result of the appropriate selection of an elastic resin material is a desired deformation of the wings been effected at higher speeds _t operation of the fan. However, it was not possible to achieve the optimal operating characteristics. In addition, there were often adverse effects if the fan blade design showed slight errors.

Die wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, eine wirksame Ventilatoreinrichtung zu schaffen, durch die sich die vorstehend erwähnten herkömmlichen Machteile vermeiden lassen und bei der sich dennoch die Flügel bei höheren Ventilatorgeschwindigkeiten in dem gewünschten optimalen Sinn verformen können, so daß nahezu ideale Betriebsbedingungen gegeben sind, ohne daß den Lüfterflügeln die notwendige Festigkeit, fehlt. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß im Bereich des Ansatzes jedes Flügels und im in Drehrichtung rückwärtigen Teil eine Aussparung vorgesehen ist.The main object of the present invention is therefore in creating an effective ventilator facility which avoids the conventional disadvantages mentioned above and which still allows the blades to move at higher fan speeds can deform in the desired optimal sense, so that almost ideal operating conditions are given are without the fan blades lacking the necessary strength. This is achieved according to the invention in that in the area of Approach of each wing and a recess is provided in the rear part in the direction of rotation.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Erläuterung zur Zeichnung.Further details, features and advantages emerge from the following explanation of the drawing.

Es zeigen!Show it!

Flg. 1 eine Ansicht eines bevorzugten Ausführimgsbeispiels der Erfindung, in dem jedoch nur ein Lüfterflügel vollständig dargestellt ist, während von den übrigen Flügeln nur die vollständigen oder teilweisen Umrisse dargestellt sind,Flg. 1 is a view of a preferred embodiment of the invention, in which, however, only one fan blade is completely shown, while the rest of the Wings only the full or partial outlines are shown

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Ventilatorflügel entlang der Schnittlinie H-II in Fig. 1,FIG. 2 shows a cross section through a fan blade along the section line H-II in FIG. 1,

_ Τ M._ Τ M.

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Fig. 3 i«n wesentlichen eine Wiedergabe eines Teils von Fig. 1 mit verschiedenen erläuternden Zusätzen,FIG. 3 is essentially a reproduction of part of FIG Fig. 1 with various explanatory additions,

Fig. k ein Vergleichsdiagramm, in dem die Leistung des erfindungsgemäßen Flügels mit der eines Flügels der herkömmlichen Bauweise verglichen wird, undFIG. K is a comparison diagram in which the performance of the wing according to the invention is compared with that of a wing of the conventional type, and FIG

rig. 5 verschiedene aufgenommene Kurven, die einen Vergleich und G zwischen einem orfindungsgemäßcn und einem herkömmlichen Flügel wiedergeben.rig. 5 different recorded curves that show a comparison and G between an orfindungsgemcn and a conventional wing.

Eine Nabe Io eines Ventilators weist eine Anzahl von radialen Flügeln 11 auf, die aus herkömmlichem Kunstharzmaterial bestehen, eine Eigenelastizität haben und mit der Nabe ein Stück bilden. \ϊλ i'bergang ist eine \ussparung oder Einkerbung Ii! ausgebildet, die sich im in Drehrichtung rückwärtigen Toil befindet. Diese Aussparung 12 hat in der Ansicht auf den Ventilator etwa die Form eines Dreiecks und die Spitze des Dreiecks befindet sich an dem am weitesten nach innen gerichteten Punkt. Es ist von Vorteil, wenn die Spitze, wie gezeigt, abgerundet ist, um einen sonst auftretenden Aussparuiigseffekt zu vermeiden.A hub Io of a fan has a number of radial blades 11 which are made of conventional synthetic resin material, have an inherent elasticity and are integral with the hub. \ ϊλ i'transition is a \ recess or notch Ii! formed, which is located in the reverse toilet in the direction of rotation. This recess 12 has approximately the shape of a triangle in the view of the fan and the tip of the triangle is located at the point which is directed furthest inward. It is advantageous if the tip is rounded, as shown, in order to avoid an otherwise recessed effect.

Venn ein herkömmlicher Ventilator eich dreht, sieht das Belastungsdiagramm für den Flügelansatzbereich so aus, daß die Belastungen, die sich in dem in Drehrichtung vorn liegenden Bereich ergeben, größer sind als die, die in dem in Drehrichtung rückwärtigen Teil liegen, wodurch ein längliches Dreieck entsteht, das sich über den gesamten Ansatzteil eines Flügels, wie es schematisch in Fig. 3 dargestellt ist, verteilt. Wird eine Hüllkurve gezeichnet, indem nacheinander die Spitzen der Vektoren, die die to entwickelten Kräfte darstellen, verbunden werden, so entsteht eine laicht gekrümmte Linie "A".When a conventional fan turns calibrated, the load diagram for the blade attachment area looks so that the loads that result in the front in the direction of rotation are greater than those in the rear in the direction of rotation, creating an elongated triangle , which is distributed over the entire attachment part of a wing, as shown schematically in FIG. Is an envelope curve drawn by, are sequentially connected the tips of the vectors representing the developed forces to, there arises a spawns curved line "A".

Auf der anderen Sfitu ergibt sich folgende relative Bewegungsrichtung der Luft, wenn der Ventilator sich dreht ιOn the other Sfitu there is the following relative direction of movement the air when the fan turns ι

9 O 9 8 A 9 / O 9 S Q9 O 9 8 A 9 / O 9 S Q

BADBATH

Die Luft bewegt eich im wesentlichen nahe und entlang der Flügelspitze, wie durch einen pfeil "B" angegeben wird. In dem ' ' Ansatzbereich des Flügels 11 folgt die Luft zuerst im wesentlichen dem Umfang dieses Bereiches , weicht aber früher oder später von dieser Umfangsrichtung ab, was durch einen Pfeil ¹¹C'' angedeutet ist· Diese Abweichung wird durch den Widerstand verursacht, den die Außenurafangefläche der Nabe Io bildet* Die Aussparung 12 ist in ihrer Form nach genauer Beobachtung der Belastungs-Utnhüllungskurve "A" und des inneren Luftstromverlaufs "C" - wie angegeben - vorgesehen worden.The air moves substantially near and along the wing tip as indicated by an arrow "B". In the '' attachment area of the wing 11, the air initially essentially follows the circumference of this area, but sooner or later deviates from this circumferential direction, which is indicated by an arrow ¹¹ C "This deviation is caused by the resistance that the The shape of the recess 12 has been provided after carefully observing the load envelope curve "A" and the inner air flow curve "C" - as indicated.

Es ist verständlich, daß, wenn der Lüfterflügel, wie oben erwähnt, in dem nachgezogen rückwärtigen oder "Schlepp"-Bereich der Tragfläche oder des Flügels eingekerbt ist, dieser in diesen Bereich elastisch verformen kann, um den Flügelneigungewinkel "cß* umso mehr zu verkleinern, je höher die Drehgeschwindigkeit des. Ventilators ist. Auf diese Weise lassen sich die vorstehend erwähnten herkömmlichen Nachteile, die im höheren Drehgeschwindigkeitebereich des Ventilators' auftreten können, weitgehend beseitigen.It will be understood that when the fan blade is, as noted above, in the dragged rearward or "drag" area the wing or the wing is notched, this can deform elastically in this area to the wing inclination angle "cß * the more to reduce the higher the speed of rotation of the. Fan is. In this way, the above-mentioned conventional disadvantages which can occur in the higher rotational speed range of the fan can be largely eliminated.

In Fig. 4 stellt die gestrichelte Luftbewegungskurve "X" mit der Leistung von einem herkömmlichen Flügelventilator dar, während die durchgehende Linie "Y" die Leistungskurve des erfindungsgeiaa'ßen eingekerbten Flügelventilators veranschaulicht« Daraus ist ersichtlich, daß die Luftzufuhr bei höheren Drshgeschwindigkeiten des Ventilators gegenüber dem herkömmlichen bzw« nicht eingekerbten Ventiletorflügel erheblich verringert ist. In Fig. werden die Luftzufuhrkurven de· erfindungsgemäßen Ventilators und dee herkömmlichen Ventilator* miteinander verglichen und die Torteile der Erfindung werden deutlich.In Fig. 4, the dashed air movement curve represents "X" with represents the performance of a conventional blade fan, while the solid line "Y" illustrates the performance curve of the notched blade fan according to the invention it can be seen that the air supply at higher threshing speeds of the fan compared to the conventional or not notched fan leaf is significantly reduced. In Fig. are the air supply curves of the fan according to the invention and the conventional fan * compared and the gate parts of the invention will be apparent.

Bei diesen vergleichenden versuchen wurden folgende Daten berücksichtigt tThe following data were taken into account in these comparative experiments t

909.849/0980909.849 / 0980

21ο21ο mmmm kk 3434 - 24 °- 24 ° 8787 mmmm 4545 mmmm 2727 rom«Rome"

Außendurchmesser der Ventilatorflügel _fNumraer der Ventilatorflügel Neigungswinkel jedes Flügels Durchmesser der NabeOutside diameter of the fan _{blades f} Number of the fan blades. Angle of inclination of each blade. Diameter of the hub

Maximale Länge der Aussparung, gemessen entlang der FlügelkanteMaximum length of the recess, measured along the edge of the wing

Maximale Tiefe der AussparungMaximum depth of the recess

In Fig· 5 wird hineingesteckte Leistung dargestellt. Die durchgehende Linie "C" zeigt den erfindungsgemäßen und die gestrichelte Linie "G" den herkömmlichen Ventilator* Die einzelnen Ventilatorabmessungen sind die gleichen wie vorstehend.In Fig. 5, inserted power is shown. The solid line "C" shows the invention and the dashed line Line "G" the conventional fan * The individual fan dimensions are the same as above.

In Fig. 6 werden vergleichende Geräuschkurven gezeigt. Die Ventilatorabmessungen sind die gleichen wie oben. Die Kurven ¹¹E'¹ und "F" sind die Geräuschkurven des erfindungsgemäßen Ventilators, wobei der Lärm in einem Abstand von 1 m vor und neben dem Ventilator gemessen wurde. Die Kurven "G" und "H" zeigen dagegen einen herkömmlichen Ventilator und entsprechen jeweils den Kurven "E" und "F".Comparative noise curves are shown in FIG. The fan dimensions are the same as above. The curves ¹¹ E ' ¹ and "F" are the noise curves of the fan according to the invention, the noise being measured at a distance of 1 m in front of and next to the fan. The curves "G" and "H", on the other hand, show a conventional fan and correspond to the curves "E" and "F", respectively.

Ansprüche tClaims t

9Q9849/0SIQ9Q9849 / 0SIQ

Claims

PATENT AGENCIES -J 09 6326

DIPL-INQ. JOACHIM STRASSE, HANAU DR. INQ. ARNO SCHMIDT, MUNICH HANAU · BMdMKtMMOMMUaaUKKX · POST BOX 7M · TEL. tOSOJ -TEtEQKAMME: HANAUPATENT

Römerstraße I9Roman road I9

AISIN SEIKI COMPANY LIMITEDAISIN SEIKI COMPANY LIMITED

No. 1, 2-chome, Asahi-machi, 22. MaiNo. 1, 2-chome, Asahi-machi, May 22

Kariya-shi, Aichi-ken, Japan S tr/Nie - Io 286Kariya-shi, Aichi-ken, Japan S tr / Nie - Io 286

AnsprücheExpectations

Ventilatoreinrichtung, vorzugsweise in Verbindung mit dem Kühler einer Brennkraftmaschine, mit einer Nabe und einer Anzahl von radial verlaufenden mit der Nabe fest verbundenen Flügeln, wobei Nabe und Flügel aus elastischem Kunstharzmaterial bestehen, dadurch gekennzeich net, daß im Bereich des Ansatzes jedes Flügels (II) nnä im in Drehrichtung rückwärtigen Teil eine Aussparung (12) vorgesehen ist·Fan device, preferably in connection with the cooler of an internal combustion engine, with a hub and a number of radially extending vanes firmly connected to the hub, the hub and vanes being made of elastic synthetic resin material, characterized in that in the region of the attachment of each vane (II) nnä a recess (12) is provided in the rear part in the direction of rotation

2. Ventilatoreinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch ge = kennzeichne t , daß die Aussparung (12) im wesentlichen die Form eines Dreiecks hat« dessen Spitze der am weitesten nach innen liegende Punkt ist.2. Fan device according to claim 1, characterized ge = denotes that the recess (12) essentially has the shape of a triangle, the apex of which is the furthest inward point.

3· Ventilatoreinrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Kontur der Awe »parsing (12) Im wesentlichen einerseits durch «in« die Spitzen ö®e* Vektoren der inneren KrHfte verbindenden Efül!kurve (α) nmä. 3. Fan device according to claims 1 and 2, characterized in that the contour of the Awe »parsing (12) essentially on the one hand by« in «the points ®e * vectors of the internal forces connecting the curve (α) nmä.

andererseits durch den Verlauf eines untersten Stromfadens (C) bestimmt ist«on the other hand is determined by the course of a lowermost stream line (C) «

k» Ventilatoreinrichtung nach einem oder mehreren der voraufgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitz· der Aussparung (12) ausgerundet ist. k »fan device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the tip is rounded · the recess (12).

909849/0960909849/0960