DE2227049A1

DE2227049A1 - Selbsttaetig verstellender luefterfluegel bei einem axialgeblaese fuer verbrennungskraftmaschinen

Info

Publication number: DE2227049A1
Application number: DE19722227049
Authority: DE
Inventors: Karlheinz Witzel
Original assignee: WALKER Manufacturing CO GmbH
Current assignee: WALKER Manufacturing CO GmbH
Priority date: 1972-06-03
Filing date: 1972-06-03
Publication date: 1973-12-13
Also published as: DE2227049B2; DE2227049C3

Description

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Anmelder; ^W?A^<OHIrf2i^# - Ludwigshafen/Rh., 2.6.1972

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Walker - * ^4y4p ^x±'^muj: Manufacturing Company GmbH & Oo. KG _?.

Mannheim 1 _r~~---~^m~ , ~1X

Priesenheimer Straße 23 - 25 ''"^U**-*' 2227049

Vertreter;

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Dipl.-Ing. Adolf H. ]?isöhe"r
Dipl.-Ing. Wol£=B±e"1?er Pischer
67 ludwigsitsfen am Rhein
I-Wagner-Straße 22

Selbsttätig verstellender Liifterfliigel bei einem Axialgebläse für Verbrennungskraftmaschinen

Die Erfindung betrifft einen sich selbsttätig verstellenden Lttfterfliigel bei einem Axialgebläse für Verbrennungskraftmaschinen, bestehend aus einer Nabe und mehreren auf der Nabe angeordneten profilierten Flügeln, wobei der Lüfterflügel im Bereich der Lufteintrittskante einen verdickten, sich nicht verbiegenden schmalen Teil aufweist, an dem der Flügel an der Nabe befestigt ist und an dem ein elastisch biegbarer fahnenartiger Teil frei beweglich angebracht ist.

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Bei der Auslegung derartiger Lüfter muß darauf geachtet werden, daß die Kühlleistung bei geringer Drehzahl und

geringer Fahrgeschwindigkeit noch ausreichend ist.

" _ "_ :.: Bei hoher Drehzahl sowie hoher

Fahrgeschwindigkeit wird jedoch von einem derartigen Axialgebläse eine Kühlleistung erbracht, die überhaupt nicht gebraucht wird. Mit der ansteigenden, nicht gebrauchten erhöhten Küileistung des Lüfters ist auch eine erhebliche Zunahme der Leistungsaufnahme des Lüfters verbunden, die von der Yerbrennungskraftmaschine aufgebracht werden muß. Man hat schon versucht, diesen Nachteil dadurch zu beseitigen, daß das Lüfterblatt derart ausgebildet wird, daß sich unter dem Einfluß der Wind- und Zentrifugalkräfte bei höheren Drehzahlen die leistungsbestimmenden Merkmale des Flügels, wie Anstellwinkel und Blattkrümmungsradius, verändern, so daß damit eine Leistungsbeeinflussung in Abhängigkeit von den Drehzahlen erreicht wird. Diese Ausführungsform hat Jedoch wiederum den Nachteil, daß eine Leistungsbeeinflussung in Abhängigkeit von den Umgebungstemperaturen nicht erfolgt.

Bei einer anderen bekannten Ausführungsform ist das Lüfterblatt aus zwei miteinander verbundenen Schichten aufgebaut, wobei die verschiedenen Materialien einen unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen, so daß damit Änderungen des Anstellwinkels und Blattkrümmungsradiuses in Abhängigkeit von den Umgebungstemperaturen erfolgt. Diese Ausführungsform hat jedoch den beachtlichen Nachteil, daß sich die Wärmedehnung im Lüfterflügel nach allen Richtungen auswirkt, was zu ungünstigen LeJsfcungsbeeinflussungen und erhöhten Lüftergeräuschen führt. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die beiden Schichten, nämlich Metall und Kunststoff mittels eines Klebers verbunden sind und somit kein ausreichender Verbund zwischen den beiden Schichten erzielt werden kann, so daß sicli die

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Schichten infolge der ständig auftretenden Formänderungen durch Windkräfte und Umgebungstemperaturen voneinander lösen können. Ein weiterer Nachteil dieser Ausführungsform "besteht darin, daß zur Herstellung derartiger Lüfterflügel viel Handarbeit erforderlich ist, so daß die Herstellung aufwendig und teuer, ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Lüfterflügel "bei· einem Axialgebläse für Verbrennungskraftmaschinen derart auszubilden, daß die Nachteile der bekannten Ausführungsformen vermieden werden und insbesondere eine Veränderung der Flügelform in Abhängigkeit von den Umgebungstemperaturen und unter dem Einfluß der Wind- und Zentrifugalkräfte erfolgt.

Diese Aufgabe wird nach der Erfhdung dadurch gelöst, daß in dem aus Kunststoff bestehenden Lüfterflügel eine gitterförmige Einlage, insbesondere aus Metall eingebettet ist, deren in etwa tangential zum Nabenumfang verlaufenden Stege geradlienig an der Oberfläche der Konkavseite des Flügels angeordnet sind, während die in etwa radial zur Nabe verlaufenden Stege wellenförmig ausgebildet sind, wobei sich die Wölbung gegen die Flügela.ußenseite erstreckt.

Eine vorteilhafte Ausführungiorm besteht darin, daß die Einlage aus Lochblech,. Drahtgitter oder Streckmetall besteht. .

Vorteilhaft besteht die Einlage aus glasfaserverstärk: -m Kunststoff.

Ferner ist es vorteilhaft, daß der Flügel an der Luftaustrittskante einen verdiokten Teil aufweist, in dem Gewichte eingebettet sind.

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Die erfindungsgemäße Ausführungsform eines Lufterflügeis hat den wesentlichen Vorteil, daß sich die leistungsbestimmenden Merkmale des Lüfterflügels, wie Anstellwinkel und Blattkrümmungsradius in Abhängigkeit von den Umgebungstemperaturen, sowie den Wind- und Zentrifugalkräften verändern können, so daß damit ein optimaler Wirkungsgrad erzielt wird. Die erfindungsgemäße Ausführungsform hat ferner den Vorteil, daß die Herstellung einfach ist und eine innige Verbindung zwischen den beiden Schichten erzielt werden kann.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen,

Figur 1 eine Teilansicht des erfindungsgemäßen Axialgebläses im Aufriß,

Figur 2 eine Draufsicht auf das Axialgebläse gemäß Figur 1,

Figur 3 einen Querschnitt durch den Lüfterflügel nach der Linie A-A in Figur 1,

Figur 4 einen Querschnitt nach der Linie B-B in Figur 1,

Figur 5 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit C in Figur 3,

Figur 6 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit D in Figur 4,

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Figur 7 eine andere Ausführungsform der

wellenförmigen Stege gemäß Figur 6,

Figur 8 ein Ausführungsbeispiel einer gitterfSrtnigen Einlage im Aufriß,

Figur 9 einen Querschnitt nach der Linie E-E in Figur 8 und

Figur 10 einen Grundriß von Figur 8.

In den Figuren 1 und 2 ist eine Ausführungsform des Axialgebläses dargestellt, das eine Nabe 1 aufweist, an der mehrere Lüfterflügel 2 am Umfang der Nabe 1 verteilt angeordnet sind. In manchen Fällen ist es zweckmäßig, die Lüfterflügel 2 in unregelmäßigen Abständen am Umfang der Nabe 1 anzuordnen. Im Betrieb dreht sich das Axialgebläse in Pfeilrichtung 4. Der Lüfterflügel 2 besitzt eine Lufteintrittskante 5» die in etwa senkrecht auf der Drehachse des Axialgebläses und in etwa parallel zum radialen Strahl zur Mitte 6 des Lüfterflügels 2 an der Nabe 1 angeordnet ist. Die Außenkante 7 des Lüfterflügeis 2 verläuft entweder in etwa senkrecht zu dem radialen Strahl oder geringfügig abgebogen, wie in der Zeichnung dargestellt und geht in einer Abrundung 8 in die Luftaustrittskante 9 über. Die Luftaustrittskante 9 verläuft anschließend an die Abrundung 8 in etwa parallel zur Lufteintrittskante 5. Außerdem sind die Lüfterflügel 2 an der Nabe 1 in bekannter Weise derart angeordnet, daß der Anstellwinkel der örtlichen Profilsehnen, radial gesehen, von innen nach außen abnimmt.

Bei dem erfindungsgemäßen Axialgebläse besitzt der Lüfterflügel 2 im Bereich der Lufteintrittskante 5 einen verdickten, sich nicht verbiegenden schmalen Teil 11, der nach außen hin keilförmig spitz zusammenläuft und an dem der Flügel 2 an der Nabe 1 befestigt ist. Die Neigung der

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Kante 12 hat den Vorteil, daß sich eine Biegelinie ergibt, die eine gute Ausnutzung der Zentrifugalkräfte gewährleistet. An dem schmalen Teil 11 ist ein elastisch biegbarer fahnenartiger Teil 14 frei beweglich befestigt, der sich unter dem Einfluß der Wind- und Zentrifugalkräfte bei höheren Drehzahlen und höherer Fahrgeschwindigkeit verbiegt und damit der Anstellwinkel und der Blattkrümtnungsradius verändert werden körHen.Die Wirkung der Zentrifugalkräfte kann dadurch noch verbessert werden, daß man den Liifterfliigel 2 im Bereich der Luftaustrittskante 9 mit einer Verdickung 15 versieht.

Nach dem Vorschlag der Erfindung ist in dem aus Kunststoff, beispielsweise Polypropylen, bestehenden Liifterfliigel 2 eine gitterförmige Einlage 3 eingebettet (insbesondere Figuren 3 und 4), die aua einem Material mit geringeren) Wärmeausdehnungskoeffizienten besteht, wie das Material, in das die Einlage 3 eingebettet ist. Vorzugsweise kann dazu ein Metallgitter in Form eines Lochbleches, Drahtgitters oder aus Streckmetall vorgesehen werden. Als Einlage kann aber auch glasfasernverstärkter Kunststoff vorgesehen werden. Die Einlage 3 besitzt in etwa tangential zum Nabenumfang verlaufende parallele Stege 16, die an der Oberfläche der Konkavseite 17 des Flügels 2 liegen und etwa über die gesamte Breite des Flügels 2 verlaufen. Dazu in etwa senkrecht bzw. radial zur Nabe 1 sind weitere Stege 18 angeordnet, die die Stege 16 verbinden. Diese Stege 18 besitzen Wölbungen 19, die sich gegen die Fitigelaußenseite 20 erstrecken. Bei dem in den Figuren 4 und 6 gezeigten Ausführungsbeispiel haben diese Wölbungen in etwa einen halbkreisförmigen Querschnitt, während bei dem Ausführungsbeispiel nach

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Figur 7 die Wölbung 19' etwas flach gedrückt ist, so daß dadurch eine noch innigere Verbindung mit dem Kunststoff des Flügels 2 besteht.

In den Figuren 8 bis 10 ist die Einlage 3 in verschiedenen Ansichten gezeigt. Durch diese besondere Ausbildung der Einlage 3 und Einbettung in den Flügel 2 ergibt sich bei einer Temperaturerhöhung eine verstärkte Krümmung des Flügels 2 um die Stege 16, da das Kunststoffmaterial des Lüfterflügels 2 . einen wesentlich größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzt als die Stege 16, währEnd in Richtung der Stege 19 sich das Kunststoffmaterial unabhängig von dem geringeren Färmeausdehnungskoeffizienten dieser Stege 19 ausdehnen kann und dadurch keine Krümmung des Blattes in dieser Richtung erfolgt. Es ergibt sich dann beispielsweise die Stellung 2' in-Figur 2. Bei geringerer Wärmeentwicklung und unter dem Einfluß der Zentrifugalkräfte kann sich das Lüfterblatt, nach außen biegen, wobei sich beispielsweise die Stellung 2' ' gemäß Figur ergibt. Um den Einfluß der Zentrifugal- bzw. Windkräfte zu verstärken, kann im Bereich des verdickten Teiles 15 an der Einlage 3 ein Gewicht 21 befestigt werden.

Die Herstellung der Lüfterflügel kann in besonders einfacherweise dadurch bewerkstelligt werden, daß die Einlage 3 mit ihrer von den Stegen 16 gebildeten Fläche in > die Spritzform eingelegt wird und mit Kunststoff umspritzt wird. Dadurch, daß die Stege 16 an der Oberfläche liegen, ist eine besonders- gute Wärmeleitung gegeben, so daß sich der Lüfterflügel 2 sehr schnell an unterschiedliche Färmeänderungen anpassen kann.

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Claims

2277ΓΗ9 Patentansprüche

1.) Selbsttätig verstellender Lüfterflügel "bei einem Axialgebläse für Verbrennungskraftmaschinen, bestehend aus einer Nabe und mehreren auf der Nabe angeordneten profilierten Flügeln, wobei der Lüfterflügel im Bereich der Lufteintrittskante einen verdickten, sich nicht verbiegenden schmalen Teil aufweist, an dem der Flügel an der Nabe befestigt ist und an dem ein elastisch biegbarer fahnenartiger Teil frei beweglich angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem aus Kunststoff bestehenden Lüfterflügel (2) eine gitterförmige Einlage (3), insbesondere aus Metall eingebettet ist, deren in etwa tangential zum Nabenumfang verlaufenden Stege (16) geradlienig an der Oberfläche der Konkavseite (37) des Flügels (2) angeordnet sind, während die in etwa radial zur Nabe (l) verlaufenden Stege (18) wellenförmig ausgebildet sind, wobei sich die Wölbung (19) gegen die Flügelaußenseite (20) erstreckt.

2.) Lüfterflügel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlage (3) aus Lochblech, Drahtgitter oder Streckmetall besteht.

3.) Lüfterflügel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlage (3) aus glasfaserverstärktem Kunststoff besteht.

4.) Lüfterflügel nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Flügel (2) an der ,Luftaustrittskante (9) einen verdbkten Teil (15) aufweist, in dem Gewichte (21) eingebettet sind.

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