DE2111058C3

DE2111058C3 - Multi-blade fan wheel

Info

Publication number: DE2111058C3
Application number: DE19712111058
Authority: DE
Inventors: Shrinivas Vithalrao Chatham Ontario Pratinidhi (Kanada)
Original assignee: Fram Corp East Providence Ri (vsta)
Current assignee: Fram Corp East Providence Ri (vsta)
Priority date: 1970-03-12
Filing date: 1971-03-09
Publication date: 1980-05-08
Also published as: DE2111058B2; JPS5341363B1; CA935412A; FR2084507A5; DE2111058A1

Description

Die F.rfindung bezieht sich auf ein mehrfliigcliges Ventilatorrad, bestehend aus einer die Flügel tragenden, auf der Ventilatorwelle sitzenden Nabe, an deren radialen Armen tlic Flügelblätter derart befestigt sind, *» daß ein vorderer Teil derselben vor und ein hinterer, größerer und flexibler Teil hinter den Nabenarmen liegt.The invention relates to a multilayer Fan wheel, consisting of a fan bearing the blades, on the fan shaft seated hub, on whose radial arms tlic blades are attached in such a way, * » that a front part of it in front and a rear part, larger and more flexible part is behind the hub arms.

Aus der USPS 33 73 9 30 ist bereits ein mehrflügeliges Veniilatorrad bekannt geworden, dessen einteilige Flügelblätter aus einem zweilagigen Werkstoff beste- "n hen, wobei jede Werkstofflage gegenüber der anderen einen unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten hat, damit der Flügel je nach den herrschenden Temperaturverhältnissen eine bestimmte Krümmung annimmt, von welcher das Luftdurchsatzvolumen beeinflußt wird, w) Auch wurde bei diesen Flügelblättern bereits ein Teil vor den diese tragenden Armen der Nabenscheibe ingeordnet» Sowohl die Aufgabenstellung als auch die Lösung für dieses Ventiiatörräd Weichen wesentlich von denjenigen ab, die für das erfindungsgemäß ausgebildet f>5 te Ventilatorrad maßgebend sind.From USPS 33 73 9 30 a multi-blade fan wheel is already known, its one-piece The blades consist of a two-layer material hen, each layer of material has a different coefficient of expansion compared to the other, so that the wing assumes a certain curvature depending on the prevailing temperature conditions, from which the air flow volume is influenced, w) Also, with these blades, a part was already in front of the supporting arms of the hub disk subordinate »Both the task and the Solution for this ventiator wheel diverted significantly from from those who are required for the f> 5 te fan wheel are decisive.

Weiterhin sind zweiteilig ausgebildete Venlilatorflüfel aus der US^PS 21 32 133 bekanntgeworden, bei welchen der eine Teil gegenüber dem anderen längs einer Schwenkachse beweglich gelagert ist. Eine derartige Konstruktion ist relativ aufwendig und kompliziert sowie material- und lohnkostenintensiv. Überdies haben derartige Ventilatorräder während des Betriebs einen relativ hohen Geräuschpegel infolge ungünstiger Strömungsverhäitnisse.There are also two-part fan blades from US ^ PS 21 32 133 become known at which one part is movably supported with respect to the other along a pivot axis. One Such a construction is relatively expensive and complicated as well as costly in terms of materials and labor. In addition, fan wheels of this type have a relatively high level of noise during operation as a result unfavorable flow conditions.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Luftdurchsatz zu vergrößern und damit die Kühlleistung von Ventilatoren der in Betracht kommende¹, Art zu verbessern, ohne die Anzahl der Flügel oder den für den Ventilator benötigten Raum wesentlich zu vergrößern. Auch sollen bei vereinfachter Konstruktion die Geräuscherzeugung und das Gewicht des Ventilators nicht größer werden als bu vergleichbaren Ventilatoren bekannter Bauart.The invention is based on the object of increasing the air throughput and thus improving the cooling ^{performance of fans of the type 1} under consideration without significantly increasing the number of blades or the space required for the fan. Even with a simplified construction, the noise generation and the weight of the fan should not be greater than comparable fans of known design.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Ventilatoren mit einem Ventilatorrad ausgerüstet werden, welches derart ausgebildet ist, daß der vordere Flügelteil mit seinem hinteren Bereich und der hintere Flügelteil mit seinem vorderen Bereich an je einem der Nabenarme befestigt sind, daß der vordere Flügelteil aus einem steiferen, weniger flexiblen Werksloff bestehl als der hintere Flügelteil, daß der vordere Flügelteil in jn sich bekannter Weise einen positiven Anstellwinkel aufweist, welcher kleiner ist als der Anstellwinkel des Nabenarms und des vorderen Bereichs des hinteren Flügelteils und daß der hintere Bereich des vorderen Flügelieils von einem den Naber.irm nach vorn überragenden Streifen des vorderen Bereichs des hinteren Flügelteils überdeckt und abgestutzt istThis object is achieved according to the invention in that the fans are equipped with a fan wheel be equipped, which is designed such that the front wing part with its rear area and the rear wing part are attached with its front area to one of the hub arms, that the front Wing part made of a stiffer, less flexible Werksloff than the rear wing part, that the front wing part in a known manner has a positive angle of attack which is smaller than the angle of attack of the hub arm and the front area of the rear wing part and that the rear Area of the front wing part of one of the Naber.irm forwards protruding stripe of the covered front area of the rear wing part and is trimmed

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Winkel des vorderen Flügelteils gegenüber der F.bene des Nabenarms kleiner als 20 . vorzugsweise etwa 15 . wobei der Winkel zwischen der die Vorderkante des vorderen Hügelteils und die Hinterkante des hinteren Flügelieils enthaltenden F.bene und der Nabenscheibenebene bei in Ruhelage befindlichem Vcntihitorrad zwischen etwa 25 und 35 hegt, vorzugsweise etwa 32 beträgt.In a preferred embodiment, the angle of the front wing part with respect to the F.plane of the hub arm smaller than 20. preferably about 15. being the angle between the leading edge of the front mound and the trailing edge of the rear The plane containing the wing parts and the plane of the hub disk with the anti-skid wheel in rest position between about 25 and 35, preferably about 32 amounts to.

In den F 1 g I bis 5 tier Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung anhand eines besonderes vorteilhaften Ausführungsbeispicls dargestellt, welches nachstehend im einzelnen beschrieben ist fs zeigtIn the F 1 g I to 5 tier drawing the subject is the invention based on a particularly advantageous Ausführungsbeispicls, which is shown below Described in detail is fs shows

Fi g. 1 eine Aifsicht auf die Anslrömstcite eines fünfflügeligen Ventilatorrades eines Wntilalors. z. B. für den Kuhlwasscrkuhler von Kraftfahrzeugen; F 1 g. 2 eine Seitenansicht des Ventilators nach F 1 g. 1;Fi g. 1 a view of the flow of one five-blade fan wheel of a Wntilalors. z. B. for the cooling water cooler of motor vehicles; F 1 g. 2 shows a side view of the fan according to FIG. 1 g. 1;

Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Ventilatorrad flügel entlang der Linie 3 3 in F 1 g. 2;3 shows a cross section through a fan wheel wing along the line 3 3 in F 1 g. 2;

F 1 g. 4 einen Längsschnitt durch einen Ventilatorradflügel entlang der Linie 4-4 in F 1 g. 3;F 1 g. 4 shows a longitudinal section through a fan wheel blade along line 4-4 in F 1 g. 3;

Fig. 5 eine Aufsicht auf die Stirnseite eines Flügels des Ventilatorrades nach Fig. I bis 4.Fig. 5 is a plan view of the end face of a wing of the fan wheel according to FIGS. I to 4.

Das in den Fig.) und 2 dargestellte Ventilalorrad 11 besitzt eine zentrale, ebene Nabenscheibe 12 mit sich radial nach außen erstreckenden, asymmetrisch angeordneten Nabenarmen 13. deren der Nabenscheibe 12 benachbarte Abschnitte 14 leicht gekröpft sind, so daß die radial äußeren Abschnitte der Nabenarme 13 gegenüber der Ebene 12a der Nabenscheibe 12 um eifieri spitzen Winkel e(Fig,3) angestellt sind. Die |fi den Nabenarmen 13 befestigten VentÜatorflügel Ϊ5 bestehen aus den zwei Teilen 16 und 18. Das in Drehrichtung vordere Flügelteil 16 besteht aus einem steiferen, weniger flexiblen Werkstoff, z, B, aus relativ hartem Stähl (z, B, SAG 950) Und hat eine Stärke vonThe valve fan wheel 11 shown in FIGS. 1 and 2 has a central, flat hub disk 12 with it hub arms 13, which extend radially outward and are asymmetrically arranged, of which the hub disk 12 adjacent sections 14 are slightly cranked, so that the radially outer sections of the hub arms 13 are employed with respect to the plane 12a of the hub disk 12 by eifieri acute angle e (FIG. 3). The | fi the hub arms 13 attached fan blades Ϊ5 consist of the two parts 16 and 18. The front wing part 16 in the direction of rotation consists of one stiffer, less flexible material, e.g. from relative hard steel (e.g. SAG 950) and has a strength of

etwa 0,ö mm. Per hintere, größere Flügelteil 18 besteht aus einem flexiblen Werkstoff, /.. B. aus biegsamen Federstahl (z.B. AISI JOI) mit einer Stärke von etwa 0,46 mm. Der vordere, kleinere Flügelteil 16 ist mit seinem hinteren Bereich 26 und der hintere, größere ϊ Flügelteil 18 mit seinem vorderen Bereich 28 derart an einem Nabenarm 13 mittels der Nieten 29 befestigt, daß der vor der Vorderkante des Nabenarms 13 liegenden Bereich 16a des vorderen F"lügelteils 16 von einem vorderen Streifen 28a des hinteren Flügeltrils 18 >o überdeckt wird. Die übereinander liegenden Bereiche 26 und 28 der beiden Flügelteile 16 und 18 sind zwischen dem unten liegenden Nabenarm 13 und dem oben liegenden Verstärkungsslreifen 24 fest eingespannt.about 0. ö mm. Per rear, larger wing part 18 consists of a flexible material, / .. B. made of flexible spring steel (eg AISI JOI) with a thickness of about 0.46 mm. The front, smaller wing part 16 is fastened with its rear area 26 and the rear, larger ϊ wing part 18 with its front area 28 on a hub arm 13 by means of the rivets 29 that the area 16a of the front F located in front of the front edge of the hub arm 13 "wing part 16 is covered by a front strip 28a of the rear wing tril.

Der vordere Flügelteil *5 und der vordere Randstrei- π fen 28a des hinteren Flügelteils 18 sind entlang der Vorderkante des Nabenarmes 13 um den Winkel d gegenüber der Ebene des Nabenarms 13 abgeknickt, so daß ein positiver Anstellwinkel Γ des vorderen Flügelteils 16 gegenüber der Nabenscheibenebene 12a J<> erhalten bleibt Der Winkel a der Sehnenebene c zwischen der Vorderkante 17 des voi deren Flügelteils 16 und der Hinterkante 19 des hinteren Flüp'Iteüs i8 und der Nabenscheibenebene 12a beträgt etwa zwischen 25° und 35°, vorzugsweise etwa 32°, w«nn sich das Ventilatorrad in Ruhestellung und in horizontaler Lage befindet.The front wing part * 5 and the front edge strip π fen 28a of the rear wing part 18 are bent along the front edge of the hub arm 13 by the angle d with respect to the plane of the hub arm 13, so that a positive angle Γ of the front wing part 16 with respect to the hub disk plane 12a The angle a of the chord plane c between the leading edge 17 of the front wing part 16 and the trailing edge 19 of the rear wing part 18 and the hub disk plane 12a is approximately between 25 ° and 35 °, preferably approximately 32 °, w « nn the fan wheel is in the rest position and in a horizontal position.

Es hat sidi in der Praxis als vorteilhaft erwiesen, wenn der Abknickwinkel d des vorderen Flügelteils 16 gegenüber der Ebene des Nabenarms 13 kleiner als etwa 20° ist, vorzugsweise etwa 15° beträgt, und der Kröpfungswinkel e des Nabenarms 13 so groß ist, daß ein positiver Anstellwinkel /des vorderen Flügelteils 16 gegenüber der Nabenscheibenebene 12a vorhanden ibt.It has proven to be advantageous in practice if the kink angle d of the front wing part 16 relative to the plane of the hub arm 13 is less than about 20 °, preferably about 15 °, and the kink angle e of the hub arm 13 is so large that a positive angle of attack / of the front wing part 16 with respect to the hub disk plane 12a is present.

An ihrem äußeren Ende sind die Flügelteile 16 und 18 und der Verstärkungsstreifen 24 mittels eines Niels 29 miteinander verbunden, um unerwünschte Schwingungen der Flügelteile 16, 18 zu vermeiden. Das hintere Flügelteil 18 ist gegenüber der Ebene des Tragarms 13 nach unten abgebogen (F i g. I und 3).At their outer end are the wing parts 16 and 18 and the reinforcing strip 24 by means of a niel 29 connected to one another in order to avoid undesired vibrations of the wing parts 16, 18. The rear The wing part 18 is bent downward relative to the plane of the support arm 13 (FIGS. I and 3).

Der Verstärkungsstreifen 24 ist in seinem hinteren Bereich nach oben aufgebogen (Fig 3); an ihm stützt sich der hintere Flügelteil 18 während des Betriebs ab. wenn dieser durch die Luftströmung angehoben wird.The reinforcing strip 24 is bent upward in its rear area (FIG. 3); based on him the rear wing part 18 from during operation. when it is raised by the air flow.

Um den ninteren Bereich des hinteren Flügelteils 18 durch ein Gewicht zu belasten, ist O^ hintere Rand 20 des Flügelteils 18 entlang der hinteren Kaitte 19um 180^J umgebogen.To the ninteren area of the rear wing portion 18 by a weight to weight, O ^ rear edge 20 of the wing part 18 is bent along the rear Kaitte 19um 180 ^J.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Multi-vane fan wheel, consisting of a hub that carries the blades and is seated on the fan shaft, on whose radial arms the blades are attached in such a way that a front part of the same is in front of and a rear, larger and more flexible part behind the side arms, characterized in that, that the front wing part (16) with its rear area (26) and the rear wing part (18) with its front area (28) are attached to one of the hub arms (t3) each, that the front wing part (16) consists of a stiffer, There is less flexible material than the rear wing part (18) that the front wing part (16) has a positive angle of attack (f) in a known manner, which is smaller than the angle of attack (e) at the hub arm (13) and the front area (28) of the rear wing part (18) and that the rear area (26) of the front wing part Ί6) is covered by a strip (28a / ^{1 of} the front area (2 8) of the rear wing part (18) is covered and supported.

2. Multi-bladed fan wheel according to claim 1, characterized in that the kink angle (d) of the front wing part (16) relative to the plane of the hub arm (13) is less than 20. preferably about 15 °.

3. Multi-vane Ventila'orrad according to claim 1 or 2, characterized in that the angle (a) between which the leading edge (17) of the front wing part (10) and the rear edge (19) of the rear wing part (18) containing. Fbeni · (c) and the hub disk plane (Ma) when in the rest position. Brazen fan wheel (11) between 1 about 25 and 35
is, preferably about 32 °.

4 multi-bladed fan wheel according to claim 2 or 3. I. characterized in that the two wing parts (16, 18) each w between a hub arm (13) and a cover strip (24) are clamped.