DE2428275A1

DE2428275A1 - Air cooled IC engine axial blower - has two guide blade wheels, with interposed blade arrangement

Info

Publication number: DE2428275A1
Application number: DE19742428275
Authority: DE
Inventors: Herbert Schleiermacher
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1974-06-12
Filing date: 1974-06-12
Publication date: 1976-01-02

Abstract

Axial blower, particularly for air cooled internal combustion engines, with a guide blade wheel, which is of one piece casting construction with a hub and a tubular blower housing. The guide blades are so formed and fitted on the circumference of the hub that the cores of the casting shape can be drawn parallel, or nearly so, to the blower axis and a second guide blade wheel is introduced in the flow direction behind the first guide blade wheel in the axial blower. The hub parts of the two guide blade wheels extend to approximately half the guide blade lengths, and the guide blade lengths projecting outwards over the hubs project inwards into a space between two adjacent guide blades of the other guide blade wheel.

Description

Axialgebläse für luftgekühlte Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf ein Axialgebläse, insbesondere für luftgekühlte Brennkraftmaschinen mit einem Leitschaufelrad, das zusammen mit einer Nabe und einem rohrförmigen Gebläsegehäuse in einteiliger Gußausführung hergestellt ist. bei dem die Leitschaufeln so geformt und auf dem Umfang der Nabe angeordnet sind, daß die gerne der Gußform parallel oder annähernd parallel zur Gebläseachse gezogen werden können und ein zweites Leitschaufelrad in Strömungsrichtung hinter dem ersten Leitschaufelrad in das Axialgebläse eingesetzt ist. Axial fans for air-cooled internal combustion engines The invention relates on an axial fan, especially for air-cooled internal combustion engines a guide vane, which together with a hub and a tubular fan housing is made in one-piece cast design. in which the guide vanes are shaped and are arranged on the circumference of the hub that the like of the mold parallel or can be drawn approximately parallel to the fan axis and a second guide vane wheel used in the flow direction behind the first guide vane wheel in the axial fan is.

Bei Axialgebläsen für Brennkraftmaschinen wird ein möglichst geringes Bauvolumen des Gebläses angestrebt um damit. auch das Bauvolumen der Brennkraftmaschine möglichst in den Grenzen einer vergleichbaren wassergekühlten Maschine zu halten. Da von der Größe des Gebläses auch die größe des daran anschließenden Luftaufnehmers abhängig ist, kann durch die Beschränkung des Gebläsedurchmessers auch das Bauvolumen des Luftaufnehmers klein gehalten werden. Das kleinere Gebläse zwingt jedoch zur Erreichung einer hinreichenden Fdrdermenge zu höheren Drehzahlen, wobei Geräuschprobleme auftreten und außerdem der Wirkungsgrad schlechter wird. Den letztgenannten Nachteilen kann man durch engere Scn'aufelteilungen von Leit- und Laufrad teilweise entgegenwirken.In the case of axial fans for internal combustion engines, the lowest possible Build volume of the fan aimed at with it. also the overall volume of the internal combustion engine to be kept within the limits of a comparable water-cooled machine as far as possible. Because of the size of the fan also the size of the air receiver connected to it addicted the size of the Air receiver can be kept small. The smaller fan, however, forces you to achieve a sufficient delivery rate at higher speeds, with noise problems occurring and also the efficiency deteriorates. The latter can have disadvantages can be partially counteracted by narrower divisions of the guide and impeller.

Mit Rücksicht auf eine wirtschaftliche Fertigung werden die Schaufelräder im Kokillen- oder im Druckgußverfahren hergestellt. Diese Verfahren liefern eine für die Strömung hinreichend gute Oberfläche, die außer Entgraten der Formtrennfugen keinerlei Nacharbeiten bedarf. Mit größer werdender Schrägstellung und zunehmender Länge der Schaufeln überdecken sich diese in Acsrichtung gesehen in Naben nähe, so daß bei einer Herstellung durch Gießen die Kerne zwischen den Schaufeln nicht mehr in axialer Richtung gezogen werden können. In diesem Falle müssen die Kerne radial gezogen werden, womit sich wesentlich größere'und teurere Gußformen ergeben. Ein weiterer Nachteil bei sich Uberdekkenden Schaufeln ist die notwendige mehrteilige Ausführung des Gebläses, bei dem das Leitrad nicht mit dem Gebläsegehäuse und der Nabe aus einem Gußstück gefertigt werden kann.With a view to economical production, the paddle wheels manufactured in the mold or die casting process. These procedures provide one Sufficiently good surface for the flow, except for deburring the mold parting lines no reworking required. With increasing inclination and increasing Length of the blades, they overlap in the direction of the hub near the hub, so that when manufactured by casting, the cores between the blades are not can be pulled more in the axial direction. In this Cases the cores must be pulled radially, which means that they are much larger and more expensive Resulting molds. Another disadvantage with covered blades is that necessary multi-part design of the fan, in which the stator is not with the Fan housing and the hub can be made from one casting.

Eine einteilige Ausführung von Leitrad und Gebläsegehäuse wird jedoch angestrebt. Hierdurch erübrigt sich ein Einpassen und Befestigen des Leitrades mit Nabe im Gebläsegehäuse. Vorteilhaft ist bei der einteiligen Ausführung auch die feste Verbindung mit der Nabe, in der in der Regel das Laufradaiegend gelagert wird. Nachteilig ist Jedoch bei der einteiligen Ausführung der notwendige große Schaufelabstand, damit die Kerne gezogen werden können, denn er hat Geräuschprobleme und einen schlechteren Wirkungsgrad zur Folge.A one-piece design of stator and fan housing is, however strived for. This eliminates the need to fit and fasten the stator Hub in the fan housing. The one-piece design is also advantageous Fixed connection with the hub, in which the impeller is usually stored horizontally. However, a disadvantage of the one-piece design is the necessary large blade spacing, so that the cores can be pulled, because he has noise problems and a worse one Efficiency result.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Axialgebläse die Vorteile einer einteiligen Gußsusführung von Gebläsegehäuse und Leitschaufelrad mit Nabe zu nutzen, ohne zugleich die Nachteile von. einer zu großen Schaufelteilung oder geringer Schrägstellung der Schaufeln oder geringer axialer Schaufellänge in Kauf nehmen zu müssen.The invention is based on the object in an axial fan Advantages of a one-piece cast design of the fan housing and guide vane wheel with Use the hub without the disadvantages of. too large a shovel division or less inclination of the blades or less axial blade length in To have to buy.

Dieses wird bei einem Axialgebläse der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Nabenteile der beiden Leitschaufelräder bis annähernd zur Hälft der Leitschaufellänge reichen und die Jeweils über die Nabe hinausragenden Leitschaufellängen in eine Lücke zweier benachbarter Leitschaufeln des anderen Leitschaufelrades hineinragen. Durch diese Verteilung der Leitschaufeln auf zwei Nabenteile ist es möglich, die Teilung der Leitschaufeln auf Jeder Nabe so groß zu wählen, daß die Kerne der Gießform zwischen Je zwei Schaufeln parallel oder annähernd parallel zur Achse gezogen werden können. Das rohrförmige Gebläsegehäuse kann dadurch zusammen mit der Nabe und den Leitschaufeln aus ein Gußteil ausgebildet werden. Damit werden gegenüber einem zusammengesetzten Gebläse eine Reihe von Arbeitsgängen eingespart, die sonst für die Verbindung der einzelnen Teile notwendig sind. Darüber hinaus wird die Stabilität des zusammenhängenden Gußteils, in dessen Nabe dss Laufrad fliegend gelagert ist, wesentlich größer als die eines aus mehreren Teilen zusammengesetzten Gebläses. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der erste Nabenteil mit dem zweiten Nabenteil lösbar verbunden ist. Die nach dem Einsetzen des zweiten Leitschaufelrades sich ergebende kleine Leitschaufelteilung erlaubt eine große Schrägstellung der Schaufeln und ergibt damit eine große Umlenkung der Luft vor Eintritt in das Laufrad mit entsprechender verlustarmer Umsetzung von Geschwindigkeit in Druckenergie.This is in an axial fan of the type described above solved according to the invention in that the hub parts of the two guide vane wheels extend to approximately half of the guide vane length and each over the hub protruding guide vane lengths into a gap between two adjacent guide vanes of the other guide vane wheel protrude. Through this distribution of the guide vanes on two hub parts it is possible to split the guide vanes on each hub to be chosen so large that the cores of the mold are parallel between two blades or can be drawn approximately parallel to the axis. The tubular fan housing can thereby be formed from a cast part together with the hub and the guide vanes will. This eliminates a number of operations compared to a composite blower saved, otherwise necessary for connecting the individual parts are. In addition, the stability of the coherent casting in which Hub dss impeller is cantilevered, much larger than one of several Split composite blower. In a further embodiment of the invention it is proposed that the first hub part be releasably connected to the second hub part is. The small one that results after the insertion of the second guide vane wheel Guide vane division allows a large inclination of the vanes and thus results a large deflection of the air before entering the impeller with a corresponding low-loss Conversion of speed into pressure energy.

Da dem zweiten Leitrad keinerlei tragende oder stützende Funktionen zugeordnet sind, kann dieses aus einem elastischen Kunststoff hergestellt sein, an dessen Gießform weniger hohe Anforderungen gestellt werden wie an eine solche für Leichtmetall, so daß sich hierfür eine einfachere und billigere Ausführung ergibt.Since the second idler wheel has no load-bearing or supporting functions assigned, this can be made of an elastic plastic, The requirements placed on its casting mold are less stringent than those placed on such a mold for light metal, so that this results in a simpler and cheaper design.

Einen weiteren Vorteil bietet die Ausführung in Kunststoff dadurch, daß der zweite Nabenteil mittels einer Schnappverbindung mit dem ersten Nabenteil verbunden ist. Damit wird eine sehr einfache Montage erreicht, die keine bearbeitete Flächen erfordert oder nur solche mit untergeordneten Genauigkeitsansprüchen. Bei Verwendung eines zweiten Leitschaufelrades aus Aluminium-Druckguß können die Nabenteile durch Schrauben-oder Preßverbindungen zusammengefügt werden. Hierbei kann die Verbindung nach Art einer Muffensteckverbindung ausgebildet sein. Für eine geschraubte Ausführung werden mehrere parallel zur Achsrichtung am Nabenumfang verteilte Schrauben vorgeschlagen.Another advantage of the plastic version is that that the second hub part by means of a snap connection to the first hub part connected is. This achieves a very simple assembly that does not require any machining Requires surfaces or only those with subordinate accuracy requirements. at The hub parts can use a second guide vane wheel made of die-cast aluminum be joined together by screw or press connections. Here the connection be designed in the manner of a socket connector. For a screwed version several screws distributed parallel to the axial direction on the hub circumference are proposed.

Damit sich die Schaufelteilung der beiden miteinander verbundenen Nabenbile nicht verändern kann, wird nach einem weiteren Gedanken der Erfindung vorgeschlagen, daß zur Lagefixierung der Nabenteile diese nach Art einer Stirnverzahnung mit ineinandergreifenden Nut und Federn versehen sind.So that the blade division of the two is connected to one another Hubbile cannot change, according to a further idea of the invention suggested that to fix the position of the hub parts this in the manner of a spur toothing are provided with interlocking grooves and tongues.

In der Zeichnung ist ein Auaführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.An exemplary embodiment of the invention is shown schematically in the drawing shown.

Die Abb. 1 zeigt ein Axialgebläse im Längsschnitt.Fig. 1 shows an axial fan in longitudinal section.

Die Abb. 2 zeigt ein Axialgebläse im Längsschnitt.Fig. 2 shows an axial fan in longitudinal section.

Die Abb. 3 zeigt einen Schnitt durch das Leitschaufelrad entsprechend der Linie III - III in Abb. 1.Fig. 3 shows a section through the guide vane accordingly the line III - III in Fig. 1.

Die Abb. 4 zeigt einen Schnitt durch das Leitschaufelrad entsprechend der Linie IV - IV in Abb. 2.Fig. 4 shows a section through the guide vane accordingly the line IV - IV in Fig. 2.

In Abb. 1 und 2 ist ein Axialgebläse, bestehend aus dem Cehläsegehäuse 1 mit Leitschaufeln 2 und den Nabenteilen 3 und 4 dargestellt. In Verlängerung des Nabenteiles 3 ist ein Nabenteil 4 mit dem ersteren verbunden. Der Nabenteil 4 ist aus einem elastischen Kunststoff hergestellt, während das Gehäuse 1 mit Leitschaufeln 2 und dem Nabenteil 3 aus Aluminium-Druckguß hergestellt ist.Als Verbindungselement dient eine Schnappverbindung 5, wie sie bei elastischen Kunststoffteilen als Verbindung angewendet werden.In Fig. 1 and 2 is an axial fan, consisting of the Cehläsegehäuses 1 with guide vanes 2 and the hub parts 3 and 4 shown. In extension of the Hub part 3, a hub part 4 is connected to the former. The hub part 4 is made of an elastic plastic, while the housing 1 with guide vanes 2 and the hub part 3 is made of die-cast aluminum. As a connecting element a snap connection 5 is used, as is the case with elastic plastic parts as Connection can be applied.

Im Inneren ist der Nabenteil 3 als Lagerstelle 6 ausgebildet, in der das Gebläselaufrad 7 gelagert ist, das von der Keilriemenscheibe 8 über die Welle 9 angetrieben wird.Inside, the hub part 3 is designed as a bearing 6 in which the fan impeller 7 is supported by the V-belt pulley 8 via the shaft 9 is driven.

In Abb. 2 ist abweichend von der Abb. 1 der Nabenteil 4 durch eine zusätzliche Stirnverzahnung, die als Nut- und Federelement 10 ausgebildet ist, gegenüber dem Nabenteil 3 in seiner Lage fixiert. Bei den Nabenteilen 3 und 4 reichen die eigentlichen Naben bis annähernd zur Hälfte der einzelnen- Leitschaufellängen, so daß die Jeweils über die Nabenteile 3 und 4 hinausragende halbe Leitschaufellänge Uber den benachbarten Nabenteil ragt. Bei dieser Anordnung sind die Leitschaufeln beider Nabenteile so in ihrer Lage gewählt, daß Jeweils die überragende halbe Leitschaufellänge des einen Nabenteiles in eine Lücke zweier benachbarter Leitschaufeln 2 des anderen Nabenteiles 3 und 4 hineinragt.In Fig. 2, unlike in Fig. 1, the hub part 4 is through a additional spur toothing, which is designed as a tongue and groove element 10, opposite the hub part 3 fixed in its position. For hub parts 3 and 4, they are enough actual hubs up to almost half of the individual guide vane lengths, see above that the respective half of the guide vane length protruding beyond the hub parts 3 and 4 Protrudes over the adjacent hub part. In this arrangement, the guide vanes are Both hub parts are chosen in their position so that in each case the protruding half of the guide vane length of one hub part in a gap between two adjacent guide vanes 2 of the other Hub part 3 and 4 protrudes.

In Abb. 3 sind die Leitschaufeln 2, die mit den einzelnen Nabenteilen 3 und 4 einteilig gegossen sind, in den entsprechenden Bereichen durch eine Schraffur gekennzeichnet. Umgekehrt ist der Bereich, in dem die Leitschaufeln 2 ohne direkte Verbindung über die benachbarte Nabe 3 oder 4 herüberragen, ohne Schraffur. Durch dieses Zusammensetzen zweier Nabenteile ergibt sich eine enge Schaufelteilung, die durch die Verteilung auf zwei benachbarte Nabenteile 3 und 4 die Vorteile einer einfachen Herstellung ergibt. Zugleich läßt diese Anordnung der Leitschaufeln 2 eine Möglichst große Schrägstellung zu, was wiederum günstige Gebläseeigenschaften hinsichtlich Wirkungsgrad und Geräusch ergibt.In Fig. 3 are the guide vanes 2 with the individual hub parts 3 and 4 are cast in one piece, in the corresponding areas by a hatching marked. The reverse is the area in which the guide vanes 2 without direct The connection protrudes over the neighboring hub 3 or 4, without hatching. By this assembly of two hub parts results in a narrow blade division, which by distributing it over two adjacent hub parts 3 and 4 the advantages of a simple manufacture results. At the same time, this arrangement of the guide vanes 2 the greatest possible inclination, which in turn has favorable fan properties in terms of efficiency and noise.

In Abb. 4 ist die Anordnung der Nabenteile 3 und 4 eine ähnliche, wie in Abb. 3. Die einzelnen Nabenteile 3 und 4 sind Jedoch nicht nur durch die Schnappverbindung 6 zusammengehalten, sondern zusätzlich durch eine Verzahnung 10 an den Stirnseiten. Hierdurch wird eine Lagesicherung gegen Verdrehen der beiden Nabenteile 3 und 4 erreicht.In Fig. 4 the arrangement of the hub parts 3 and 4 is a similar one, as in Fig. 3. However, the individual hub parts 3 and 4 are not only characterized by the Snap connection 6 held together, but also by a toothing 10 on the front sides. This secures the position against twisting of the two Hub parts 3 and 4 reached.

Bei einer Ausführung des Nabenteiles 4 in Aluminium -DruckguB kann anstelle der Schnappverbindung 6 eine Schraubenverbindung mit Zentrierung verwendet werden. Die Schrauben können hierbei auf einem Lochkreis innerhalb des inneren Umfanges der Naben angeordnet werden. Bei genügend großen axialen Nabenlängen kann die Zentrierung beider Naben auch als eine Preßverbindung ausgebildet sein, so daß auf zusätzliche Befestigungselemente wie Schrauben oder dergl. verzichtet werden kann.When the hub part 4 is made of die-cast aluminum, it can instead of the snap connection 6 a Screw connection with centering be used. The screws can be placed on a bolt circle within the inner circumference of the hubs are arranged. With sufficiently large axial hub lengths the centering of both hubs can also be designed as a press connection, so that additional fastening elements such as screws or the like are dispensed with can be.

Claims

3 axial fans, especially for air-cooled internal combustion engines with a guide vane, which together with a hub and a tubular fan housing is made in one-piece cast design, in which the guide vanes are shaped and arranged on the periphery of the hub so that the cores of the mold are parallel or can be drawn approximately parallel to the fan axis and a second guide vane wheel used in the flow direction behind the first guide vane wheel in the axial fan is, characterized in that the hub parts, 4) of the two guide vane wheels (2) extend to approximately half of the guide vane lengths and each over the hub (3, 4) protruding guide vane lengths into a gap between two adjacent ones The guide vanes (2) of the other guide vane wheel protrude.

2. Axial cooling fan according to claim 1, characterized in that the first hub part (3) is detachably connected to the second hub part (4).

3. Axial cooling fan according to one of claims 1 or 2, characterized in that that the second hub part (4) is made of an elastic plastic.

4. Axial cooling fan according to claim 3, characterized in that the second hub part (4) with the first hub part by means of a snap connection (5) (3) is connected.

5. Axial cooling fan according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the hub parts (3, 4) are joined together by screws or press connections.

6. Cooling fan according to one of claims 1 to 5, characterized in that that to fix the position of the hub parts (3, 4) these in the manner of a front ornamentation are provided with interlocking groove and tongues (10).