DE2815680A1 - FLEXIBLE FAN WHEEL - Google Patents
FLEXIBLE FAN WHEELInfo
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- DE2815680A1 DE2815680A1 DE19782815680 DE2815680A DE2815680A1 DE 2815680 A1 DE2815680 A1 DE 2815680A1 DE 19782815680 DE19782815680 DE 19782815680 DE 2815680 A DE2815680 A DE 2815680A DE 2815680 A1 DE2815680 A1 DE 2815680A1
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- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein flexibles Gebläserad gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a flexible fan wheel according to the preamble of patent claim 1.
Kühlgebläse bzw. Ventilatoren für Kraftfahrzeuge sind in der Regel direkt mit der Antriebsbrennkraftmaschine des Fahrzeuges gekuppelt, so daß die Drehzahl des Gebläserades mit der Drehzahl der Brennkraftmaschine ansteigt. Bei höheren Drehzahlen der Brennkraftmaschine wird demzufolge vom Gebläserad eine entsprechend höhere Luftmenge durch den Kühler gesaugt, so daß die Brennkraftmaschine häufig zu stark gekühlt wird, was zu einer beträchtlichen Verringerung von deren Wirkungsgrad und zu einer Erhöhung des Kraftstoffverbrauches der Brennkraftmaschine führt.Cooling fans or fans for motor vehicles are in the Usually coupled directly to the internal combustion engine of the vehicle, so that the speed of the fan wheel with the Speed of the internal combustion engine increases. At higher speeds of the internal combustion engine is consequently from the fan wheel a correspondingly higher amount of air is sucked through the radiator, so that the internal combustion engine is often cooled too much, resulting in a considerable reduction in their efficiency and an increase in the fuel consumption of the Internal combustion engine leads.
Ferner entstehen bei zu hohen Drehzahlen des Gebläserades starke und störende Geräusche, und außerdem verbraucht einFurthermore, if the speed of the fan wheel is too high, there are strong and annoying noises, and also consumes a
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28Ί568028Ί5680
- 4 - B 8833- 4 - B 8833
solches Kühlgebläse bei hohen Drehzahlen übermäßig viel Leistung.
5Such a cooling fan has excessive power at high speeds.
5
Um diese Schwierigkeiten zu beheben, ist bereits vorgeschlagen worden, das Gebläserad aus Kunststoff mit gewisser Elastizität herzustellen. Durch geeignete Wahl des elastischen Kunststoffmateriales zur Herstellung des Gebläserades wird bei höheren Drehzahlen des Gebläserades eine erwünschte Verformung erreicht, ohne daß jedoch optimale Betriebseigenschaften erzielt werden. Außerdem treten bei diesen herkömmlichen Gebläserädern häufig auch ungünstige Wirkungen auf, wenn bei der Auslegung oder Herstellung der Flügel des Gebläserades geringe Fehler gemacht werden.To remedy these difficulties has already been proposed been to produce the impeller from plastic with a certain elasticity. By suitable choice of the elastic Plastic material for the manufacture of the fan wheel is A desired deformation is achieved at higher speeds of the fan wheel, but without optimum operating properties be achieved. In addition, these conventional fan wheels often have unfavorable effects, if in the design or manufacture of the impeller blades minor mistakes are made.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gebläserad der gattungsgemäßen Art so auszubilden, daß die vorstehend beschriebenen Nachteile weitgehend vermieden werden. Beim erfindungsgemäßen Gebläserad soll sich die Konfiguration der Flügel bei höheren Drehzahlen des Gebläserades zwangsläufig in optimaler Weise ändern, um annähernd ideales Betriebsverhalten des Gebläserades zu erreichen, ohne daß jedoch die Festigkeit der Flügel unter das erforderliche Maß absinkt.The invention is based on the object of designing a fan wheel of the generic type in such a way that those described above Disadvantages are largely avoided. When the impeller according to the invention, the configuration of the At higher speeds of the fan wheel, blades inevitably change in an optimal way to achieve approximately ideal operating behavior To achieve the impeller without, however, the strength of the blades drops below the required level.
Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil von Patentanspruch 1 gelöst.The stated object is achieved according to the invention by the features in the characterizing part of patent claim 1.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Es zeigen:Further advantages and features of the invention emerge from the subclaims and the following description of a Embodiment with reference to the drawings. Show it:
Figur 1 eine ausschnittsweise Vorderansicht ei-Figure 1 is a partial front view of a
ner bevorzugten Ausführungsform der Er-ner preferred embodiment of the
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- 5 - B 8833- 5 - B 8833
findung;finding;
Figur 2 Vektordiagramme der Strömung im radialFigure 2 vector diagrams of the flow in the radial
inneren und radial äußeren Bereich des Flügels gemäß Figur 1;inner and radially outer area of the wing according to Figure 1;
Figur 3 eine Figur 1 ähnliche Darstellung zur Er-FIG. 3 shows a representation similar to FIG. 1 for the
' läuterung der durch Zentrifugalkraft er'Purification by centrifugal force he
reichten Biegung eines geeigneten Abschnittes des Flügels gemäß Figur 1;sufficient bending of a suitable section of the wing according to Figure 1;
Figur 4 eine Schnittdarstellung gemäß B-B in Fi-FIG. 4 shows a sectional view according to B-B in FIG.
gur 3 zur Erläuterung des durch die Zengur 3 to explain the by the Zen
trifugalkraft auf den Flügel ausgeübten Momentes;moment exerted by the trifugal force on the wing;
Figur 5 eine Figur 4 ähnliche SchnittdarstellungFIG. 5 shows a sectional illustration similar to FIG
gemäß B-B in Figur 3 zur Erläuterung deraccording to B-B in Figure 3 to explain the
aufgrund der Druckunterschiede auf der Oberseite und der Unterseite des Flügels erzeugten Biegung;due to the pressure differences on the top and bottom of the wing generated bend;
Figur 6 ein Diagramm, das die Verformung einesFigure 6 is a diagram showing the deformation of a
herkömmlichen Flügels zeigt;conventional wing shows;
Figur 7 eine Figur 1 ähnliche Darstellung einesFIG. 7 shows a representation similar to FIG. 1
herkömmlichen Flügels, die die Positionen von Verformungsmeßelementen zeigt, mitconventional wing showing the positions of deformation measuring elements with
deren Hilfe die Meßpunkte des Diagrammes gemäß Figur 6 ermittelt wurden; undthe help of which the measuring points of the diagram according to FIG. 6 were determined; and
Figur 3 ein Diagramm, das in Abhängigkeit von derFigure 3 is a diagram that depends on the
- Drehzahl den Luftdurchsatz für ein her-- speed controls the air throughput for a
909813/0659909813/0659
- 6 - B 8833- 6 - B 8833
kömmliches und ein erfindungsgemäßesConvenient and one according to the invention
Gebläserad zeigt. 5Fan wheel shows. 5
In Figur 1 ist ein Gebläserad ausschnittsweise dargestellt. Dieses umfaßt eine Nabe 10, an der einstückig zahlreiche radiale Flügel 11 ausgebildet sind, die aus einem herkömmlichen Kunststoffmaterial mit geeigneter Elastizität bestehen. Jeder Flügel 11 ist an seinem Fuß, d.h. nahe der Nabe 10, mit einer Ausnehmung bzw. Aussparung 12 versehen, die sich an der Hinterkante des Flügels 11 befindet.In Figure 1, a blower wheel is shown in part. This includes a hub 10, on the integrally numerous radial Wings 11 are formed which are made of a conventional plastic material with suitable elasticity. Everyone Wing 11 is at its foot, i.e. near the hub 10, with a recess or recess 12 which is located on the rear edge of the wing 11.
Die Radialkomponente der Geschwindigkeit der Strömung, die bei der Drehung des Gebläserades in Richtung eines Pfeiles B' in Figur 1 aufgrund der Einwirkung von Zentrifugalkräften und Druckunterschieden auf beiden Seiten des Flügels 11 auf die Luftmassen entsteht, ist am inneren und am äußeren Umfang, d.h. am Fuß und am Kopf, des Flügels 11 annähernd gleich. Der Flügel 11 ist in der Regel in dieser Weise ausgebildet und geformt.The radial component of the velocity of the flow that occurs when the fan wheel rotates in the direction of an arrow B ' in Figure 1 due to the action of centrifugal forces and pressure differences on both sides of the wing 11 on the The air masses that arise are approximately the same on the inner and outer circumference, i.e. on the foot and head, of the wing 11. Of the Wing 11 is usually designed and shaped in this way.
Die Umfangskomponenten der Strömungsgeschwindigkeiten an den radial weiter innen und radial weiter außen liegenden Stellen des Flügels 11 sind proportional zum Radius des Flügels 11; die Umfangskomponente der Strömungsgeschwindigkeit ist somit radial weiter außen größer als radial weiter innen. Dies ist in Figur 2 dargestellt. Figur 2 gilt für denselben Radiusstrahl des Flügels und weist für beide Vektordiagramme die gleiche radiale Strömungskomponente am Innenumfang und am Außenumfang des Flügels auf. Es sei angenommen, daß der Vektor der radialen Strömungskomponente V1 ist und daß die Vektoren der umfangskomponenten am inneren Umfang und am äußeren Umfang v„ bzw. v^ sind, wobei v» kleiner als v_. ist. Der jeweils resultierende Vektor aus V1 und V2 bzw. V1 und v., istThe circumferential components of the flow velocities at the radially more inward and radially more outward locations of the vane 11 are proportional to the radius of the vane 11; the circumferential component of the flow velocity is thus greater radially further outside than radially further inside. This is shown in FIG. FIG. 2 applies to the same radius beam of the wing and has the same radial flow component on the inner circumference and on the outer circumference of the wing for both vector diagrams. It is assumed that the vector of the radial flow component is V 1 and that the vectors of the circumferential components on the inner circumference and on the outer circumference are v "and v ^, respectively, where v" is less than v_. is. The vector resulting in each case from V 1 and V 2 or V 1 and v. Is
909813/0659 ~ 7 ~909813/0659 ~ 7 ~
- 7 - B 8833- 7 - B 8833
V« bzw. V1; mit der Umfangsrichtung schließt V1 den Winkel S1 ein und mit der Umfangsrichtung schließt V„ den Winkel S7 ein. Die Strömungsrichtung nahe dem äußeren Umfang ist in Figur 1 durch die Stromlinie A angegeben und die Strömungsrichtung nahe dem inneren Umfang ist durch die Stromlinie C angegeben. Es ist erkennbar, daß ein für die Luftförderung nicht genutzter Bereich radial innerhalb der Stromlinie C vorliegt, der zur Kühlung der nicht dargestellten Brennkraftmaschine nicht beiträgt.V «or V 1 ; with the circumferential direction, V 1 encloses the angle S 1 and with the circumferential direction V "encloses the angle S 7 . The direction of flow near the outer circumference is indicated in FIG. 1 by streamline A and the direction of flow near the inner circumference is indicated by streamline C. It can be seen that an area not used for conveying air is present radially inside the streamline C and which does not contribute to the cooling of the internal combustion engine (not shown).
Im folgenden wird die Biegung des flexiblen Abschnittes des Flügels 11 aufgrund der Zentrifugalkraft unter Bezugnahme auf Figur 3 erläutert. In Figur 3 bedeuten:In the following, the bending of the flexible portion of the wing 11 due to centrifugal force will be referred to explained on Figure 3. In Figure 3:
P den Schwerpunkt des flexbilen Abschnittes, M die Masse des flexiblen Abschnittes, F die auf die Masse M bei Drehung des Gebläserades wirkende Zentrifugalkraft, Fx die Umfangskomponente der Zentrifugalkraft F.P is the center of gravity of the flexible section, M is the mass of the flexible section, F is the centrifugal force acting on the mass M when the fan wheel rotates, Fx the circumferential component of the centrifugal force F.
Die vorstehenden Größen beeinflussen direkt die Biegung des Gebläserades. Ferner bedeutet in Figur 3: 25The above parameters directly influence the bending of the fan wheel. Furthermore, in Figure 3: 25th
Fy die Radialkomponente der Zentrifugalkraft F.Fy is the radial component of the centrifugal force F.
Die vorstehende Größe beeinflußt nicht direkt die Biegung des Gebläserades.The above size does not directly affect the deflection of the fan wheel.
Die am Schwerpunkt P des Flügels 11 wirkende Zentrifugalkraft F wird in Fx und Fy zerlegt. Die am Schwerpunkt P des Flügels 11 wirkende Umfangskomponente Fx wird zerlegt in eine Komponente F1, die senkrecht zur Sehne des Flügels 11 verläuft (siehe Figur 4), und eine Komponente F2 die parallel zurThe centrifugal force F acting at the center of gravity P of the wing 11 is broken down into Fx and Fy. The circumferential component Fx acting at the center of gravity P of the wing 11 is broken down into a component F 1 , which runs perpendicular to the chord of the wing 11 (see FIG. 4), and a component F 2 which is parallel to the
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- 8 - B 8833- 8 - B 8833
Sehne verläuft.Tendon runs.
Es wird angenommen, daß der flexible Abschnitt des Flügels 11 an einem Anlenkpunkt S angelenkt ist und um eine durch diesen Punkt verlaufende Gerade die Biegung erfolgt. Für das am An-It is assumed that the flexible portion of the wing 11 is articulated at a pivot point S and the bend takes place around a straight line running through this point. For the at
S . S lenkpunkt S wirkende Moment M gilt dann M = L χ F,, wobei L den Abstand zwischen dem Anlenkpunkt S und dem Schwerpunkt P bedeutet. Die vorstehende Gleichung beschreibt eine der Haupteinflußgrößen für die Biegung des Flügels.S. S pivot point S acting moment M then applies M = L χ F ,, where L means the distance between the articulation point S and the center of gravity P. The equation above describes one of the Main influencing variables for the curvature of the wing.
Der Anstellwinkel des Flügels 11 ist ßf und der Anströmwinkel des Flügels 11 ist ro (siehe Figur 5) . In Figur 5 ist ferner die Druckverteilung auf der Oberseite und der Unterseite des Flügels 11 dargestellt,und zwar für das Profil gemäß dem Schnitt B-B in Figur 3, wobei die aus der Druckverteilung resultierenden Kräfte durch Pfeile dargestellt sind. Es versteht sich, daß auf der Unterseite des Flügels 11 ein Überdruck herrscht und daß auf der Oberseite des Flügels 11 ein Unterdruck herrscht, was sich aus dem dem Gebläse zugrundeliegenden Prinzip ergibt.The angle of attack of the wing 11 is ß f and the angle of attack of the wing 11 is ro (see Figure 5). FIG. 5 also shows the pressure distribution on the upper side and the lower side of the wing 11, specifically for the profile according to the section BB in FIG. 3, the forces resulting from the pressure distribution being shown by arrows. It goes without saying that there is an overpressure on the underside of the wing 11 and that there is a negative pressure on the upper side of the wing 11, which results from the principle on which the blower is based.
Der Mittelpunkt der angreifenden Druckkräfte sei M1. Dieser Mittelpunkt ist so gelegt, daß er zumindest näher an der Hinterkante des Flügels 11 als der Anlenkpunkt S liegt. Unter der Annahme, daß der Mittelpunkt M1 und der Anlenkpunkt S um den Abstand L1 voneinander entfernt sind, gilt für das Moment T um den Anlenkpunkt S aufgrund der Druckkräfte: TM = L1 X A (P1 - P2)The center of the acting pressure forces is M 1 . This center point is placed so that it is at least closer to the rear edge of the wing 11 than the articulation point S. Assuming that the center M 1 and the articulation point S are separated from each other by the distance L 1 , the following applies to the moment T around the articulation point S due to the compressive forces: T M = L 1 XA (P 1 - P 2 )
Darin bedeuten:Therein mean:
P1 Druck auf der Unterseite des Flügels 11, P2 Druck auf der Oberseite des Flügels 11,P 1 pressure on the underside of the wing 11, P 2 pressure on the top of the wing 11,
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26156802615680
- 9 - B 8833- 9 - B 8833
A Fläche.A area.
Das durch vorstehende Gleichung angegebene Moment T ist die andere Haupteinflußgröße für die Biegung des Flügels 11. Die Summe aus den Momenten M„ und T7 d.h. das Moment (Mg + T) um den Anlenkpunkt S, ist im wesentlichen für die Biegung des Flügels 11 verantwortlich. Da bei einem herkömmlichen Flügel 11 ohne Ausnehmung 12, wie er in Figur 7 dargestellt ist, der (fiktive) Anlenkpunkt S näher an der Hinterkante des Flügels als bei einem Flügel mit Ausnehmung liegt, sind beim herkömmlichen Flügel die Abstände L1 und L zwischen dem Anlenkpunkt S und dem Schwerpunkt P (siehe Figur 4) bzw. dem Anlenkpunkt S und dem Mittelpunkt M-. (siehe Figur 5) verhältnismäßig klein. Beim herkömmlichen Flügel ohne Ausnehmung ist daher im Vergleich zum Flügel 11 mit Ausnehmung 12 das Moment (Mq + T) um den Anlenkpunkt S wesentlich geringer, so daß keine nennenswerte Biegung erfolgt.The moment T given by the above equation is the other main influencing variable for the bending of the wing 11. The sum of the moments M n and T 7, ie the moment (M g + T) around the pivot point S, is essentially for the bending of the wing 11 responsible. Since in a conventional wing 11 without a recess 12, as shown in Figure 7, the (fictitious) pivot point S is closer to the trailing edge of the wing than in a wing with a recess, the distances L 1 and L between the conventional wing Articulation point S and the center of gravity P (see Figure 4) or the articulation point S and the center point M-. (see Figure 5) relatively small. In the conventional wing without recess, the moment (M q + T) around the articulation point S is therefore significantly less than in the wing 11 with recess 12, so that there is no significant bending.
Wenn die Verformung im Fußbereich 13 eines herkömmlichen Flügels, wie er in Figur 7 dargestellt ist, gemessen wird, ergibt sich ein Verlauf der Verformung, wie er in Figur 6 dargestellt ist. Für die in Figur 6 dargestellten Meßergebnisse wurden über die Tiefe L., des Fußbereiches 13 des Flügels 11 in gleichen Abständen fünf Verformungsmeßelemente angebracht, und das Gebläserad wurde mit 1000 Upm, 2000 Upm, 3000 Upm und 4000 Upm gedreht. In Figur 6 sind auf der Abszisse die Positionen der Verformungsmeßelemente und auf der Ordinate die Verformung aufgetragen. Die stärkste Verformung tritt an der Position 2 in Figur 7 auf. Die Spannungsverteilung, die sich aus der Verformung ergibt bzw. diese begleitet, begrenzt den Bereich, innerhalb dessen die Ausnehmung 12 ausgebildet werden kann, in folgender Weise. In Figur 1 ist die gemessene Spannungsverteilung für den in Figur 1 dargestellten FlügelIf the deformation in the root area 13 of a conventional wing, as shown in Figure 7, is measured, gives a course of the deformation, as shown in FIG. 6. For the measurement results shown in FIG were over the depth L., of the foot area 13 of the wing 11 five strain gauges were attached at equal intervals, and the impeller was set at 1000 rpm, 2000 rpm, 3000 rpm and Rotated 4000 rpm. In FIG. 6, the positions of the deformation measuring elements are on the abscissa and the positions on the ordinate Deformation applied. The greatest deformation occurs at position 2 in FIG. The stress distribution that is results from the deformation or accompanies it, delimits the area within which the recess 12 are formed can, in the following way. FIG. 1 shows the measured stress distribution for the wing shown in FIG
909813/0659 " 1° "909813/0659 " 1 °"
- 10 - B 8833- 10 - B 8833
durch die Kurve A1 dargestellt.represented by curve A 1 .
Ausgehend von der vorgegebenen mechanischen Leistung einer Brennkraftmaschine wird deren Wärmeleistung berechnet und dann die erforderliche Kühlleistung bestimmt, um daraus den vom Kühlgebläse zu liefernden Luftdurchsatz bei bestimmten Drehzahlen festzulegen. Schließlich werden der Außendurchmesser des Gebläserades, der Anstellwinkel der Flügel, die Tiefe der Flügel und dergleichen entsprechend dem geforderten Luftdurchsatz festgelegt. Ferner muß bei der Dimensionierung des Gebläserades die notwendige Festigkeit unter Berücksichtigung der Drehzahl, der Temperatur usw. gewährleistet werden.Starting from the specified mechanical power of an internal combustion engine, its thermal power is calculated and then the required cooling capacity is determined in order to determine the air throughput to be delivered by the cooling fan at a certain level Set speeds. Finally, the outside diameter of the impeller, the angle of attack of the blades, the Depth of the wings and the like set according to the required air flow. It must also be used when dimensioning The necessary strength of the fan wheel, taking into account the speed, temperature, etc., can be guaranteed.
Beispielsweise tritt bei einem bestimmten Kraftfahrzeug die höchste Beanspruchung des Gebläserades bei 6000 Upm und einer Temperatur von 80° C auf. Wenn dann der Berechnung der Form eines Flügels ohne Ausnehmung unter Berücksichtigung von dessen Dicke die Festigkeit für 8000 Upm und eine Temperatur von 80° C ausgelegt wird, ergibt sich für die Drehzahlen eine Differenz von 8000 üpm - 6000 Upm = 2000 Upm. Dementsprechend kann die Ausnehmung 12 des Flügels proportional zur Drehzahldifferenz von 2000 Upm dimensioniert werden.For example, in a particular motor vehicle, the maximum load on the fan wheel at 6000 rpm and a temperature of 80 ° C. Then when calculating the Shape of a wing without a recess taking into account its thickness, the strength for 8000 rpm and a temperature of 80 ° C, there is a difference of 8000 rpm - 6000 rpm = 2000 rpm for the speeds. Accordingly, the recess 12 of the wing can be dimensioned proportionally to the speed difference of 2000 rpm.
Dadurch liegen allerdings noch nicht der Ort der Ausnehmung und die Tiefe des Flügels fest. Der Ort der Ausnehmung wird so festgelegt, daß sich die Ausnehmung zwischen der Nabe und der Stromlinie C (siehe Figur 1) befindet, so daß ein flexibler Flügel 11 erhalten wird, ohne daß dessen Förderleistung verringert ist. Um auch insbesondere bei niedrigen Drehzahlen keine Verringerung der Förderleistung herbeizuführen, folgt die Grenze der Ausnehmung vorzugsweise der Stromlinie C bei niedrigen Drehzahlen.As a result, however, the location of the recess and the depth of the wing are not yet fixed. The location of the recess will be determined so that the recess is between the hub and the streamline C (see Figure 1), so that a flexible Wing 11 is obtained without its delivery rate being reduced. To also especially at low speeds To bring about no reduction in the delivery rate, the border of the recess preferably follows the streamline C at low speeds.
Da die Verformung bei einem herkömmlichen Flügel am stärkstenSince the deformation is greatest in a conventional wing
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in Position 2 ist (siehe Figuren 6 und 7), versteht es sich, daß die größte Festigkeit im Bereich nahe der Vorderkante des Flügels erforderlich ist.is in position 2 (see Figures 6 and 7), it goes without saying that the greatest strength is in the area near the leading edge of the Wing is required.
Wenn die der Auslegung zugrundezulegende Maximaldrehzahl des Gebläserades ohne Ausnehmung auf N = 8000 Upm und die größte Betriebsdrehzahl auf N = 6000 üpm festgelegt worden sind, werden die Maximalfestigkeit P und die erforderliche Betriebsfestigkeit P unter Berücksichtigung des Flügelgewichtes-, der Zentrifugalkraft und des Radius in bekannter Weise wie folgt berechnet:If the maximum speed of the fan wheel without recess on which the design is based is N = 8000 rpm and the highest Operating speed have been set at N = 6000 rpm, the maximum strength P and the required operational strength P are determined taking into account the sash weight, the Centrifugal force and the radius are calculated in a known manner as follows:
P = K-m-g-r ( 2 TTN )2 P = Kmgr ( 2 TTN ) 2
6060
P = K.m.g.r ( 2 7T'N ) 2 P = Kmgr ( 2 7T'N ) 2
Darin bedeuten:Therein mean:
K Sicherheitsfaktor,K safety factor,
g Erdbeschleunigung,g acceleration due to gravity,
m Flügelgewicht,m sash weight,
r Radius des Schwerpunktes des Flügels.r radius of the center of gravity of the wing.
Als Verhältnis der Maximalfestigkeit zur Betriebsfestigkeit ergibt sich:As the ratio of the maximum strength to the operational strength surrendered:
Für die angenommenen Zahlenwerte kann somit 4 0° der Querschnittsfläche für die Ausnehmung verbraucht werden. Wenn an genommen wird, daß die Querschnittsfläche des Grundprofiles ohne Ausnehmung im Fußbereich des Flügels K ist und daß die Querschnxttsflache des Flügelprofiles mit Ausnehmung im Fußbereich K ist, wird die Tiefe der Ausnehmung so festgelegt,For the assumed numerical values, 40 ° of the cross-sectional area can thus be are consumed for the recess. If it is assumed that the cross-sectional area of the basic profile without a recess in the foot area of the wing K and that the Querschnxttsflache of the wing profile with recess in the foot area K, the depth of the recess is determined so
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- 12 - B 8833- 12 - B 8833
daß das Verhältnisthat the relationship
S-S-
gleich dem Wert ,)L ist. Ein Flügel, dessen Ausnehmung in vorstehender Weise festgelegt worden ist, weist maximale Biegsamkeit ohne Einbuße an erforderlicher Festigkeit auf. 10equal to the value,) L is. A wing, the recess of which has been defined in the above manner, has maximum flexibility without sacrificing required strength. 10
Die Tiefe der Ausnehmung wird somit unter Berücksichtigung der verbleibenden Querschnittsfläche aus der Querschnittsfläche des Grundprofiles im Fußbereich bestimmt. The depth of the recess is thus determined taking into account the remaining cross-sectional area from the cross-sectional area of the basic profile in the foot area.
Wesentliche Merkmale der Ausnehmung sind somit, daß sie große Biegsamkeit ermöglicht, sich in demjenigen Bereich befindet, der zur Luftförderung nicht beiträgt, und ausreichende Festigkeit des Flügels gewährleistet.Essential features of the recess are thus that they are large Allow flexibility, is located in the area that does not contribute to the air flow, and sufficient strength of the wing guaranteed.
In Figur 8 ist die Wirkung des erfindungsgemäßen Gebläserades dargestellt. In Figur 8 gilt die Kurve OD für ein Gebläserad mit starren Flügeln, wogegen die Kurve OE für ein Gebläserad mit erfindungsgemäßen flexiblen Flügeln gilt. Im schraffierten Bereich r, der von der Kurve OD und der Kurve OE begrenzt wird, ist der Luftdurchsatz aufgrund der Ausnehmung 12 beim erfindungsgemäßen Gebläserad verringert. Die Kurve OF gibt den erforderlichen Luftdurchsatz wieder. Es ist erkennbar, daß die Kurve OE der Kurve OF auf deren sicherer Seite folgt.In Figure 8 is the effect of the impeller according to the invention shown. In FIG. 8, the curve OD applies to a fan wheel with rigid blades, whereas the curve OE applies to a fan wheel with flexible wings according to the invention applies. In the hatched area r delimited by the curve OD and the curve OE is, the air throughput is reduced due to the recess 12 in the fan wheel according to the invention. The curve OF gives the required air flow again. It can be seen that the curve OE follows the curve OF on its safer side.
Das erfindungsgemäße flexible Gebläserad weist somit eine zylindrische Nabe und mehrere radial verlaufende Flügel auf, die aus Kunststoff mit bestimmter Elastizität bestehen und einstückig mit der Nabe ausgebildet sind. An der Hinterkante jedes Flügels ist eine Ausnehmung ausgebildet, die entlang der der Nabe nächsten Anströmlinie verläuft und vorzugsweiseThe flexible impeller according to the invention thus has a cylindrical one Hub and several radially extending wings, which are made of plastic with a certain elasticity and are formed integrally with the hub. At the trailing edge of each wing there is a recess that runs along it the line of flow closest to the hub and preferably
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entsprechend der Differenz zwischen der Maximalfestigkeit und der erforderlichen Betriebsfestigkeit des Flügels vor der Ausbildung der Ausnehmung dimensioniert ist.according to the difference between the maximum strength and the required operational strength of the wing the formation of the recess is dimensioned.
Es versteht sich, daß zahlreiche Änderungen und Abwandlungen der vorstehend beschriebenen Ausführungsform im Rahmen der Erfindung möglich sind, die daher nicht durch die vorstehende Beschreibung einer Ausführungsform beschränkt sein soll.It is understood that numerous changes and modifications to the embodiment described above are within the scope of FIG Invention are possible, which should therefore not be limited by the above description of an embodiment.
909813/0659909813/0659
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DE19787810818 Expired DE7810818U1 (en) | 1977-05-03 | 1978-04-11 | FLEXIBLE FAN WHEEL |
Country Status (4)
Country | Link |
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DE (2) | DE2815680A1 (en) |
GB (1) | GB1593939A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5397215A (en) * | 1993-06-14 | 1995-03-14 | United Technologies Corporation | Flow directing assembly for the compression section of a rotary machine |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4020742A1 (en) * | 1990-06-29 | 1992-01-02 | Behr Gmbh & Co | IMPELLER FOR A FAN |
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1977
- 1977-05-03 JP JP5109377A patent/JPS53136712A/en active Pending
-
1978
- 1978-04-11 DE DE19782815680 patent/DE2815680A1/en active Pending
- 1978-04-11 DE DE19787810818 patent/DE7810818U1/en not_active Expired
- 1978-04-18 AU AU35195/78A patent/AU519704B2/en not_active Expired
- 1978-04-27 GB GB1682078A patent/GB1593939A/en not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5397215A (en) * | 1993-06-14 | 1995-03-14 | United Technologies Corporation | Flow directing assembly for the compression section of a rotary machine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU519704B2 (en) | 1981-12-17 |
AU3519578A (en) | 1979-10-25 |
DE7810818U1 (en) | 1979-10-18 |
GB1593939A (en) | 1981-07-22 |
JPS53136712A (en) | 1978-11-29 |
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Legal Events
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