DE3740963C2

DE3740963C2 - Radial fan impeller

Info

Publication number: DE3740963C2
Application number: DE19873740963
Authority: DE
Inventors: Thomas Dipl Ing Berendt
Original assignee: Gebhardt Ventilatoren GmbH and Co KG
Current assignee: Gebhardt Ventilatoren GmbH and Co KG
Priority date: 1987-12-03
Filing date: 1987-12-03
Publication date: 1994-12-01
Anticipated expiration: 2007-12-04
Also published as: DE3740963A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Radialventilatorlaufrad, mit einem im Betrieb um seine Längsachse rotierenden, mit in Umfangsrichtung verteilt angeordneten Ventilatorschaufeln, bei dem in Umfangsrichtung jeweils benachbarte Ventilatorschaufeln durch ein sich über den gesamten Umfang des Laufrades erstreckendes, in sich geschlossenes, aus geradlinig verlaufenden Abschnitten bestehendes Versteifungsteil miteinander verbunden sind.The invention relates to a radial fan impeller, with one rotating in operation about its longitudinal axis, with in Fan blades arranged in a circumferential direction, with the neighboring one in the circumferential direction Fan blades through an all over the place Circumference of the impeller, which is closed and closed consisting of straight sections Stiffening part are interconnected.

Wenn die Leistungsdichte eines Radialventilators, das heißt das Produkt aus Druckziffer ψ und Lieferzahl ϕ, erhöht werden soll, kann dies auf verschiedene Art und Weise durchgeführt werden. Eine Möglichkeit besteht darin, das Laufrad hinsichtlich seiner Austrittsbreite b₂ im Bereich des Schaufelaustritt-Durchmessers D₂ zu vergrö ßern, wobei darauf zu achten ist, daß der Luftfüllungsgrad im Laufrad optimal bleibt und auch der Wirkungsgrad η_t nicht merklich abnimmt. Allerdings sind einer Vergrößerung der Schaufelbreite auch konstruktive und werkstoffbedingte Grenzen gesetzt. Mit zunehmender Vergrößerung des Breiten verhältnisses b₂/D₂ nimmt die Neigung der Schaufeln, sich im Betrieb radial nach außen durchzubiegen, zu, vor allem bei hohen Drehzahlen besteht dann die Gefahr, daß sich die Schaufeln bleibend plastisch verformen, was sich negativ auf das Strömungsverhalten auswirkt. Diesem Umstand kann nur mit einer Reduzierung der Umfangsgeschwindigkeit be gegnet werden, was der angestrebten Verbesserung der Leistungsdichte jedoch zuwiderläuft.If the power density of a centrifugal fan, i.e. the product of the pressure figure ψ and delivery number ϕ, is to be increased, this can be done in various ways. One possibility is to enlarge the impeller with regard to its outlet width b₂ in the area of the blade outlet diameter D₂, it being important to ensure that the degree of air filling in the impeller remains optimal and the efficiency η _t does not decrease noticeably. However, there are also constructional and material-related limits to increasing the bucket width. With increasing enlargement of the width ratio b₂ / D₂, the tendency of the blades to bend radially outwards during operation increases, especially at high speeds, there is then the danger that the blades will permanently deform plastically, which has a negative effect on the flow behavior . This fact can only be countered by reducing the peripheral speed, but this is contrary to the desired improvement in the power density.

In der DE-OS 19 60 922 wird auf einen Radialventilator gemäß der oben genannten Art verwiesen, bei dem um die Schaufeln ein kreisförmiger Kranz gelegt ist, der die Schaufeln verbindet und den durch die Zentrifugalkräfte bewirkten Verformungen entgegenwirken soll. Dabei hat sich jedoch als Nachteil herausgestellt, daß das Aufbringen eines solchen ringförmigen Kranzes sehr aufwendig ist und daß ferner eine haltbare Befestigung nur durch Schweißen erfolgen kann. Letzteres führt jedoch wegen der Wärme einwirkung schnell zum Verzug der einzelnen Schaufeln und damit zu einer negativen Beeinflussung des Strömungs profils. Auch treten Eigenspannungen auf, welche die Festigkeit herabsetzen. Ferner unterliegt der Ring bzw. Kranz noch der Beanspruchung durch die Fliehkraft, die infolge der Befestigung an den Schaufeln nicht überall konstant ist, so daß der Ring selbst verformt wird und einer Schaufelverformung nur wenig Widerstand entgegen setzen kann. Nicht zuletzt ist die Herstellung eines solchen kreisförmigen Kranzes kompliziert und aufwendig, da er genau an die Außenkontur der Schaufeln und an den Austritts-Durchmesser angepaßt sein muß.In DE-OS 19 60 922 is a radial fan referred to in the manner mentioned above, in order for the A circular wreath is placed around the blades The blades connect and the centrifugal forces counteracted deformations. It did however, the disadvantage was that the application such an annular ring is very expensive and that also a durable attachment only by welding can be done. However, the latter leads because of the heat action quickly to the distortion of the individual blades and thus a negative influence on the flow profiles. Internal stresses also occur, which the Reduce strength. Furthermore, the ring or Wreath still subject to centrifugal stress not everywhere due to the attachment to the blades is constant, so that the ring itself is deformed and There is little resistance to blade deformation can put. Last but not least is the making of one such a circular wreath complicated and expensive, because it fits exactly on the outer contour of the blades and on the Outlet diameter must be adjusted.

Bei dem in der DE-OS 21 32 943 beschriebenen Weg soll die Versteifung der Schaufeln durch das Aufbringen einzelner Stege hervorgerufen werden. Diese Stege beeinflussen jedoch die Luftströmung nachteilig und bewirken überdies eine Vergrößerung der Schaufelmasse, was bei gleich bleibender Umfangsgeschwindigkeit eine Erhöhung der Flieh kraftbeanspruchung und hierdurch der Laufradbelastung nach sich zieht.In the way described in DE-OS 21 32 943 the Stiffening of the blades by applying individual ones Webs are caused. Affect these webs however, the air flow adversely affects and moreover an increase in bucket mass, which is the same persistent peripheral speed an increase in fleeing load and thus the impeller load pulls itself.

Schließlich soll noch die Anordnung nach der US-PS 21 30 145 genannt werden, bei der das Laufrad des dort vorgeschlagenen Ventilators durch Verwendung eines Ver steifungsteils so verstärkt und versteift ist, daß es auch bei hohen Geschwindigkeiten der Einwirkung der Zentrifu galkräfte widersteht und sich nicht verformt. Dieses Versteifungsteil besteht aus einer Vielzahl von Armen und Stegen, die z. B. mit Hilfe von Nieten oder Schrauben mit einander und mit den zugeordneten Schaufeln zur Her stellung eines sternförmigen Gebildes verbunden sind, das mit der Drehachse des Laufrades koaxial ist. Es leuchtet ein, daß die Herstellung und die Montage eines solchen Versteifungsteils sehr aufwendig sind, abgesehen davon, daß auch hier das Versteifungsteil die Luftströmung nach teilig beeinflußt.Finally, the arrangement according to the US PS 21 30 145 are called, where the impeller of there proposed fan by using a ver stiffening part is so reinforced and stiffened that it too at high speeds of action of the centrifuge resists galk forces and does not deform. This Stiffening part consists of a variety of arms and Webs, the z. B. with the help of rivets or screws to each other and with the associated blades Position of a star-shaped structure are connected is coaxial with the axis of rotation of the impeller. It glows a that the manufacture and assembly of such Stiffening part are very expensive, apart from that here, too, the stiffening part follows the air flow partly influenced.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Radialventilatorlaufrad gemäß der eingangs genannten Art zu schaffen, das bei wenig aufwendiger Herstellung und vereinfachter Montage ein hohes Breitenverhältnis b₂/D₂ und hohe Umfangsgeschwindigkeiten ohne Gefahr einerVer formung der Laufradschaufeln ermöglicht, wobei die Luft strömung störende Einbauten kaum vorhanden sind.The invention is based on the object a radial fan impeller according to the above Art to create that with little effort and production simplified assembly a high width ratio b₂ / D₂ and high peripheral speeds without risk of ver Formation of the impeller blades allows for air flow-disturbing internals are hardly available.

Das obige Ziel wird dadurch erreicht, daß das Verstei fungsteil aus einem zu einem Polygonzug zusammengespannten Seil oder Draht od. dgl. besteht, wobei die einzelnen Ab schnitte des mindestens einen Versteifungsteil jeweils an einander entsprechenden, axial verlaufenden Schaufelrändern benachbarter Schaufeln angreifen.The above goal is achieved in that the reinforcement Fung part from a stretched together to a polygon Rope or wire or the like., The individual Ab cuts each of the at least one stiffening part corresponding axially extending blade edges attack adjacent blades.

Auf diese Weise sind die jeweils benachbarten Schaufeln über eine kürzestmögliche Wegstrecke durch ein stabiles ringförmiges Versteifungsteil miteinander verbunden, das von einem zu einem Polygonzug zusammengespannten Seil oder Draht od. dgl. gebildet wird. Dieses Seil oder Draht od. dgl. kann aus homogenem Material bestehen oder aber jeweils aus einer Mehrzahl von Fasern, die insbesondere verdrillt sind. Das Versteifungsteil hat also praktisch die Form einer biegbaren Welle, und es ist wesentlich einfacher und wirtschaftlicher herstellbar als ein starrer Ring oder Kranz. Zudem läßt sich mit einem Seil oder Draht od. dgl. trotz dünnerer Abmessungen eine höhere Festigkeit erzielen. Der Vorteil der geringeren Abmessungen liegt des weiteren darin, daß der Luftströmung ein wesentlich kleine res Hindernis entgegensteht, so daß diese praktisch nicht gestört wird. Ferner hält sich die zusätzliche Fliehkraft beanspruchung in Grenzen. Des weiteren wird ein erheblich verbesserter Luftwiderstand erhalten und die Geräusch entwicklung reduziert. Überdies gestaltet sich die Kraft einleitung von den Schaufeln in das Seil-Polygon wesentlich günstiger als bei einem starren, kreisförmigen Ring.In this way, the adjacent blades are over the shortest possible distance through a stable annular stiffener connected together, the from a rope stretched into a polygon or Wire or the like. Is formed. This rope or wire od. Like. Can consist of homogeneous material or each of a plurality of fibers, in particular are twisted. The stiffening part is therefore practical the shape of a bendable shaft and it is essential easier and more economical to manufacture than a rigid one Ring or wreath. You can also use a rope or wire or the like. Despite thinner dimensions, a higher strength achieve. The advantage of the smaller dimensions is the further in that the air flow is much smaller res obstacle stands, so that this practically not is disturbed. Furthermore, the additional centrifugal force is maintained stress within limits. Furthermore, one becomes significant maintain improved air resistance and noise development reduced. In addition, the force develops introduction from the blades into the rope polygon much cheaper than a rigid, circular Ring.

Vorzugsweise besteht das Seil bzw. der Draht od. dgl. aus Metall, wobei sich insbesondere Stahl anbietet. Höchste Festigkeit wird erzielt, wenn ein aus einer Vielzahl von Stahlfasern geflochtenes bzw. verdrilltes Stahlseil ver wendet wird. Es besteht aber auch die Möglichkeit, etwa mit denselben Vorteilen, das Seil aus insbesondere kohlen faserhaltigem Kunststoffmaterial herzustellen.The rope or the wire or the like preferably consists of Metal, especially steel. Highest Strength is achieved when one of a variety of Steel fibers braided or twisted steel rope ver is applied. But there is also the possibility, for example With the same advantages, the rope made of coal in particular to produce fibrous plastic material.

Vorzugsweise verbindet ein Versteifungsteil die Schaufeln im Bereich des Schaufelaustritts-Durchmessers bzw. des äußeren Schaufelrandes miteinander; alternativ und/oder zusätzlich kann ein weiteres Versteifungsteil vorgesehen sein, das die Schaufeln im Bereich des Schaufeleintritts- Durchmessers bzw. des inneren Schaufelrandes miteinander verbindet. Dabei befinden sich die einzelnen Verbindungs stellen zwischen dem Versteifungsteil und einer jeweiligen Schaufel an denjenigen Schaufelstellen, an denen im ohne Versteifungsteil durchgeführten Betrieb die Durchbiegung nach außen am größten ist. Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, den Abstand eines im Bereich des inneren Schaufelrandes angeordneten Versteifungsteils von der der Einlaufdüse des Ventilators entgegengesetzten Laufrad- Deckscheibe so festzulegen, daß er das 0,553fache der Schaufelbreite b₁ am Eintrittsdurchmesser D₁ beträgt. Der bevorzugte Abstand eines im Bereich des äußeren Schaufel randes angeordneten Versteifungsteils von dieser Deck scheibe beträgt das 0,5fache der Schaufelbreite b₂ am Austrittsdurchmesser D₂. A stiffening part preferably connects the blades in the area of the blade outlet diameter or outer blade edge with each other; alternatively and / or in addition, a further stiffening part can be provided be that the blades in the area of the blade inlet Diameter or the inner blade edge with each other connects. The individual connections are located here place between the stiffening part and a respective one Shovel at those shovel locations where in the without Stiffening part performed the deflection operation to the outside world. It has been particularly useful proved the distance one in the area of the inner Blade edge arranged stiffening part of the Inlet nozzle of the fan opposite impeller Set the cover plate so that it is 0.553 times the Bucket width b₁ at the inlet diameter D₁. Of the preferred distance of one in the area of the outer blade randes arranged stiffening part of this deck disc is 0.5 times the blade width b₂ am Outlet diameter D₂.

Eine gleichmäßige Abstützung sämtlicher Schaufeln wird vor allem dann erzielt, wenn jedes der insbesondere seil- bzw. drahtförmigen Verbindungsteile in einer Radialebene bezüg lich der Laufradachse verläuft. Das insbesondere seil- oder drahtförmig ausgebildete Versteifungsteil ist zweck mäßigerweise lose mit der jeweiligen Schaufel verbunden, was die Montage erheblich vereinfacht. Überdies erübrigen sich hier Schweißarbeiten, so daß ausgeschlossen ist, daß sich die insbesondere aus Leichtmetall gefertigten Lauf radschaufeln verziehen.A uniform support of all blades is required achieved when each of the rope or wire-shaped connecting parts in a radial plane Lich runs the impeller axis. That especially rope or wire-shaped stiffening part is useful moderately loosely connected to the respective bucket, which greatly simplifies assembly. Moreover, there is no need welding work here, so that it is impossible that the barrel, made in particular of light metal warping the blades.

In Zusammenhang mit dem als Seil oder Draht od. dgl. aus gebildeten Verbindungsteil ist vorzugsweise an der je weiligen Schaufel an der Verbindungsstelle zu ihr eine Durchgangsöffnung angeordnet, so daß das Seil od. dgl. bei der Montage lediglich in die einzelnen Öffnungen einzu fädeln ist. In diesen Durchgangsöffnungen kann zusätz lich eine das Seil od. dgl. aufnehmende Schutzhülse ge haltert sein, die beispielsweise als Rohrniete ausgebildet ist und die verhindert, daß das Drahtseil ausreißt bzw. in den Schaufelwerkstoff bei erhöhten Umfangsgeschwindig keiten eindringt. Die beiden Endbereiche eines jeweils zu einem polygonförmigen Ring zusammengefügten Seiles, Drahtes od. dgl. werden an der Kupplungsstelle zweck mäßigerweise über mindestens ein Klemmteil zusammenge klemmt bzw. miteinander verpreßt, wobei das Klemmteil eine Klemmhülse sein kann oder z. B. eine Schraub-Klemm verbindung. Bei der Verwendung mehrerer Seile werden die einzelnen Kupplungsstellen zweckmäßigerweise an unter schiedlichen Umfangsstellen angeordnet, so daß die durch die Klemmteile entstehenden Unwuchten selbsttätig ausge glichen werden. Kommen beispielsweise zwei Verbindungs teile zum Einsatz, von denen sich das eine in der Nähe der Eintrittskante und das andere in der Nähe der Austritts kante der Schaufeln befindet - jeweils an den Stellen der größten auftretenden Durchbiegung -, so werden die Kupp lungsstellen bevorzugt im wesentlichen einander diametral gegenüberliegend angeordnet.In connection with that as rope or wire or the like formed connecting part is preferably on the ever because of the shovel at the junction with it Through opening arranged so that the rope od. Like. At assembly only in the individual openings is threading. In these through openings, additional Lich a protective sleeve receiving the rope or the like be held, for example, as tubular rivets is and which prevents the wire rope from tearing or in the blade material at increased circumferential speed penetrates. The two end areas one each to a polygonal ring of assembled rope, Wire or the like are used at the coupling point moderately together via at least one clamping part clamps or pressed together, the clamping part can be a clamping sleeve or z. B. a screw clamp connection. When using multiple ropes, the individual coupling points expediently under different circumferential points arranged so that the through the imbalances created automatically be compared. For example, come two connection parts are used, one of which is close to the Leading edge and the other near the exit edge of the blades is located at the locations of the largest occurring deflection - so the dome lungsstellen essentially diametrically preferred arranged opposite each other.

Das Seil oder der Draht od. dgl. wird vorzugsweise mit Vorspannung an den Schaufeln montiert, so daß diese nach radial innen zugbelastet sind. Man kann dadurch den Schaufeln eine Vorverformung auferlegen, so daß bei einer im Betrieb auftretenden elastischen Dehnung nach radial außen ein Ausgleich stattfindet, so daß die Schaufel bei der nun auftretenden Belastung die korrekte Schaufel- Geometrie einnimmt. Außerdem kann durch die Vorspannung verhindert werden, daß eine bleibende Dehnung der Schaufeln eintritt. The rope or the wire or the like is preferably with Preload is mounted on the blades so that these after are radially loaded internally. You can do that Impose a pre-deformation on the blades so that at one elastic stretching occurring radially during operation outside a compensation takes place, so that the blade at the correct bucket for the load now occurring Takes up geometry. In addition, by the bias prevent permanent stretching of the Shovels occurs.

Insgesamt ergeben sich beim Erfindungsgegenstand folgende Vorteile:Overall, the following result in the subject of the invention Advantages:

Die Anordnung ist wirtschaftlicher wegen des geringeren Werkstoffaufwandes bei einfacher Montage. Ein Seil baut kleiner und leichter bei höchster Festigkeit und geringerem Luftwiderstand. Es ist kein Schweißen erforder lich, also keine Wärmeeinleitung, daher kein Verzug der Leichtmetallschaufeln, außerdem ist auch keine akustische Beeinflussung festzustellen. Die Krafteinleitung in den Seilpolygon ist wesentlich günstiger. Es ist möglich, den Schaufeln eine Vorverformung zu erteilen - bleibende Dehnung wird verhindert, man kann immer die geeignete Schaufel-Geometrie erreichen.The arrangement is more economical because of the smaller Material expenditure with simple assembly. A rope is building smaller and lighter with maximum strength and lower air resistance. No welding is required Lich, so no heat input, therefore no delay Light metal blades, also there is no acoustic Determine the influence. The force transmission in the Rope polygon is much cheaper. It is possible that Blades to give a pre-deformation - permanent Elongation is prevented, you can always find the right one Achieve bucket geometry.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigtThe invention is described below with reference to the enclosed Drawing explained in more detail. In this shows

Fig. 1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radialventilatorlaufrads im Längsschnitt gemäß Schnittlinie I-I aus Fig. 2, wobei das Ventilatorgehäuse der Einfachheit halber weggelassen ist, Fig. 1 is a side view of a first embodiment of the centrifugal fan impeller according to the invention in longitudinal section according to section line II of FIG. 2, wherein the fan housing is omitted for simplicity,

Fig. 2 einen Schnitt durch das Radialventilatorlaufrad aus Fig. 1 gemäß Schnittlinie II-II, ebenfalls ohne Darstellung des Gehäuses, und Fig. 2 shows a section through the radial fan impeller from Fig. 1 along section line II-II, also without showing the housing, and

Fig. 3 in perspektivischer Darstellung ein Detail des Laufrades aus Fig. 2 gemäß Ausschnitt III. FIG. 3 shows a perspective view of a detail of the impeller from FIG. 2 according to section III.

Die Erfindung bezieht sich vor allem auf Radialventilatoren, deren Laufräder ein relativ großes Breitenverhältnis b₂ zu D₂ aufweisen, wobei b₂ die Schaufelaustrittsbreite am Schaufelaustritts-Durchmesser D₂ bezeichnet. Ein solches Radialventilatorlaufrad ist in der Zeichnung abgebildet, und es zeichnet sich ferner durch eine dünne und leichte Material struktur sowie geringe Schaufelaustrittswinkel aus, was insgesamt hohe Drehzahlen bzw. Umfangsgeschwindigkeiten einzuhalten erlaubt.The invention relates primarily to radial fans, whose wheels have a relatively large width ratio b₂ D₂ have, wherein b₂ the blade exit width on Blade outlet diameter D₂ designated. Such one Radial fan impeller is shown in the drawing, and it is also characterized by a thin and light material structure as well as low blade exit angle from what overall high speeds or peripheral speeds allowed to adhere.

Bei dem in der Zeichnung abgebildeten Radialventilator ist der Einfachheit halber das Gehäuse weggelassen worden. Es ist lediglich in Fig. 1 der laufradseitige Endbereich einer Einlaufdüse 1 zu erkennen, die unter Freilassung eines kleinen Spaltes s in die von der ringförmigen Deck scheibe 2 des Laufrades 9 umschlossene Ansaugöffnung 3 eintaucht. Die Deckscheibe begünstigt zwar das Strömungs verhalten des Ventilators, die Erfindung kann jedoch durch aus auch bei deckscheibenlosen Ventilatoren angewandt werden.In the radial fan shown in the drawing, the housing has been omitted for the sake of simplicity. It can be seen an inlet nozzle 1 only in Fig. 1 of the impeller-side end portion s of the impeller immersed 9 enclosed suction port 3 while leaving a small gap in the disk from the annular deck 2. The cover plate favors the flow behavior of the fan, but the invention can also be applied to fans without cover plate.

Der Ventilator enthält weiterhin eine Tragscheibe 4, die zentral an einer gehäuseseitigen Lagerstelle 5 drehbar gelagert ist, an der auch die Einspeisung des von einem lediglich gestrichelt angedeuteten Motor 6 gelieferten Antriebsdrehmoments erfolgt, so daß das Laufrad im Betrieb eine gemäß Pfeil 7 gerichtete Rotationsbewegung um die Laufrad-Längsachse 8 ausführt.The fan also contains a support disk 4 , which is rotatably mounted centrally on a bearing 5 on the housing, to which the drive torque supplied by a motor 6 , which is only indicated by dashed lines, is also fed, so that the impeller during operation has a rotational movement about the arrow 7 Runner longitudinal axis 8 executes.

Die Tragscheibe 4 bildet die eine axialseitige Begrenzung des Laufrades 9, und sie trägt an der zur Einlaufdüse weisenden Tragseite 10 eine Mehrzahl von entlang dem Trag scheibenumfang verteilt angeordneten Laufrad- bzw. Ventilator schaufeln 14, deren entgegengesetzte Axialseite von der bereits oben erwähnten Deckscheibe 2 abgedeckt ist. The support plate 4 forms an axial-side boundary of the impeller 9 , and it carries on the support side 10 facing the inlet nozzle a plurality of impeller or fan blades 14 distributed along the support disc circumference, the opposite axial side of which is covered by the cover plate 2 already mentioned above is.

Der erfindungsgemäße Radialventilator ist durch eine im Betrieb hohe Leistungsdichte gekennzeichnet, da er trotz der großen Schaufelbreiten bzw. des großen Breitenverhält nisses b₂/D₂ mit hohen Umfangsgeschwindigkeiten gefahren werden kann. Der Grund hierfür liegt darin, daß ein strang förmiges Versteifungsteil 16 vorhanden ist, das in Umfangs richtung jeweils benachbarte Ventilatorschaufeln 14 mitein ander verbindet, wobei es einen in sich geschlossenen Ring darstellt. Wesentlich ist dabei, daß es sich nicht um einen Kreisring handelt, sondern daß das Versteifungsteil 16 in seinen zwischen den einzelnen in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Schaufeln angeordneten Abschnitten 17 einen linearen Verlauf aufweist, so daß es, in Axial richtung 8 gesehen, die Gestalt eines Polygonringes bzw. eines Mehreckes einnimmt. Die Eckpunkte des Polygonringes sind hierbei an den Verbindungsstellen 18 zwischen dem Versteifungsteil 16 und der jeweiligen Schaufel 14 angeord net. Auf diese Weise sind sämtliche Ventilatorschaufeln zusätzlich über ein gemeinsames Versteifungsteil 16 mitein ander verbunden, das ein Ausbauchen der relativ breiten Schaufeln auch bei hohen Drehzahlen verhindert bzw. auf ein vertretbares Maß einschränkt. Indem das Verbindungsteil 16 zu einem Polygonzug zusammengefaßt ist, ergibt sich eine hohe Festigkeit, da jeweils benachbarte Schaufeln auf dem kürzesten Weg miteinander verbunden sind.The centrifugal fan according to the invention is characterized by a high power density during operation, since despite the large blade widths or the large width ratio, b2 / D2 can be driven at high peripheral speeds. The reason for this is that a strand-shaped stiffening part 16 is present, which connects each other in the circumferential direction adjacent fan blades 14 mitein, wherein it is a self-contained ring. It is important that it is not a circular ring, but that the stiffening part 16 has a linear course in its sections 17 arranged between the individual circumferential blades, so that it, seen in the axial direction 8 , the shape of a polygon ring or of a polygon. The corner points of the polygon ring are net angeord at the junctions 18 between the stiffening member 16 and the respective blade 14 . In this way, all the fan blades are additionally connected to one another via a common stiffening part 16 , which prevents bulging of the relatively wide blades even at high speeds or limits them to an acceptable level. By combining the connecting part 16 to form a polygon, the strength is high since adjacent blades are connected to each other in the shortest way.

Von besonderem Vorteil ist es hierbei, wenn das Versteifungs teil 16, wie das beim Ausführungsbeispiel der Fall ist, von einem Seil 19, Draht od. dgl. gebildet ist, das zu einem Polygonzug zusammengespannt worden ist. Dieses nach folgend der Einfachheit halber nur noch als Seil 19 bezeich nete Versteifungsteil 16 besteht vorteilhafterweise aus einer Vielzahl von Längsfasern, die miteinander verdrillt sein können, was zu einer hohen Seilfestigkeit führt. Die einzelnen Fasern können hierbei aus Metall, z. B. Stahl, bestehen, es ist aber auch möglich, Kunststoffmaterial zu verwenden, wobei mit kohlefaserhaltigem Kunststoff besonders gute Ergebnisse erzielt werden. Das Seil 19 kann aber auch aus praktisch homogenem Drahtmaterial be stehen, so daß lediglich eine einzige, dickere Seilfaser vorhanden ist. Jedenfalls erfolgt die Werkstoffauswahl und die Wahl der Dickenabmessungen des Seils 19 derart, daß es quer zu seiner Lägsrichtung biegbar bleibt, so daß sich nach dem Verbinden der einzelnen Schaufeln 14 und nach dem Zusammenspannen zu einem Ring automatisch die geschilderte Mehreckform einstellt.It is particularly advantageous here if the stiffening part 16 , as is the case in the exemplary embodiment, is formed by a rope 19 , wire or the like, which has been clamped together to form a polygon. This, for the sake of simplicity, only designated as rope 19, stiffening part 16 advantageously consists of a plurality of longitudinal fibers, which can be twisted together, which leads to high rope strength. The individual fibers can be made of metal, e.g. B. steel exist, but it is also possible to use plastic material, with carbon fiber-containing plastic particularly good results are achieved. The rope 19 can also be made of practically homogeneous wire material, so that only a single, thicker rope fiber is present. In any case, the choice of material and the choice of the thickness dimensions of the rope 19 are such that it remains bendable transversely to its longitudinal direction, so that the described polygonal shape automatically arises after the connection of the individual blades 14 and after they have been tightened to form a ring.

Je nach Ausführungsform und insbesondere in Abhängigkeit von der Schaufelbreite des individuellen Ventilators können auch gleichzeitig mehrere der Seile 19 zur Versteifung der Schaufeln 14 verwendet werden. Jedenfalls befinden sich die einzelnen Verbindungsstellen 18 im axialen Schaufel bereich zwischen der Tragscheibe 4 und der Deckscheibe 2, wobei vor allem dann, wenn sich die Verbindungsstellen 18 im Bereich der Längsmitte der Schaufeln befinden, gute Ergebnisse erzielt werden. In optimierter Form ist jedoch, wie auch beim Ausführungsbeispiel, vorgesehen, die Ver bindungsstellen 18 zwischen dem Seil 19 und einer jeweiligen Schaufel 14 an denjenigen Stellen der Schaufel 14 vorzu sehen, an denen diese zur maximalen Durchbiegung neigt, wenn ein Betrieb ohne Versteifungsteil durchgeführt wird. Bei dem abgebildeten Ausführungsbeispiel erfolgt die Ver steifung der Schaufeln 14 gleichzeitig mittels zweier Seile 19′, 19′′, von denen eines (19′) die Schaufeln 14 im Bereich ihres Schaufelaustritts-Durchmessers D₂ bzw. des äußeren Schaufelrandes 20 miteinander verbindet. Das zweite Seil 19′′ ist koaxial innerhalb des äußeren Seils 19′ angeordnet und verbindet die Schaufeln 14 im Bereich des Schaufeleintritts-Durchmessers D₁ bzw. des inneren Schaufelrandes 21. Diese Kombination hat zu optimalen Ergebnissen geführt, beide Varianten können aber auch für sich alleine ausgeführt werden.Depending on the embodiment and in particular depending on the blade width of the individual fan, several of the cables 19 can also be used simultaneously to stiffen the blades 14 . In any case, the individual connection points 18 are located in the axial blade area between the support plate 4 and the cover plate 2 , with good results being achieved especially when the connection points 18 are located in the area of the longitudinal center of the blades. In an optimized form, however, as in the exemplary embodiment, it is provided to see the connection points 18 between the cable 19 and a respective blade 14 at those points of the blade 14 at which it tends to maximum deflection when an operation is carried out without a stiffening part . In the illustrated embodiment, the stiffening of the blades 14 is carried out simultaneously by means of two ropes 19 ' , 19'' , one of which ( 19' ) connects the blades 14 in the region of their blade outlet diameter D 2 or the outer blade edge 20 to one another. The second rope 19 '' is arranged coaxially within the outer rope 19 ' and connects the blades 14 in the region of the blade inlet diameter D 1 or the inner blade edge 21st This combination has led to optimal results, but both variants can also be carried out on their own.

Die Verbindungsstellen 18 eines jeden der beiden Seile 19′, 19′′ befinden sich in einer Radialebene rechtwinkelig zur Längsachse 8, wobei die beiden Radialebenen auf Grund der Optimierung hinsichtlich der Stellen der maximalen Durchbiegung um einen Betrag a in Axialrichtung 8 einander gegenüber beabstandet sind (vgl. auch Fig. 3). So beträgt der Abstand des im Bereich des äußeren Schaufelrandes 20 angeordneten Seils 19′ von der Tragseite 10 der Trag platte 4 in etwa das 0,5fache der Schaufelbreite b₂ am Austritts-Durchmesser D₂, während der Abstand des im Bereich des inneren Schaufelrandes 21 angeordneten Seils 19′′ von der Tragseite 10 in etwa das 0,553fache der Schaufelbreite b₁ im Bereich des Eintritts-Durchmessers D₁ beträgt. Der Abstand x₁ zwischen innerem Seil 19′′ und Tragscheibe 4 sowie der Abstand x₂ zwischen äußerem Seil 19′ und Tragscheibe 4 läßt sich vorteilhafterweise durch folgende Formeln definieren:The connection points 18 of each of the two ropes 19 ' , 19'' are located in a radial plane perpendicular to the longitudinal axis 8 , the two radial planes being spaced apart by an amount a in the axial direction 8 due to the optimization with regard to the locations of the maximum deflection ( see also Fig. 3). Thus, the distance of the arranged in the region of the outer blade edge 20 rope 19 ' from the supporting side 10 of the support plate 4 is approximately 0.5 times the blade width b₂ at the outlet diameter D₂, while the distance of the rope arranged in the area of the inner blade edge 21 19 '' from the support side 10 is approximately 0.553 times the blade width b₁ in the area of the inlet diameter D₁. The distance x₁ between the inner rope 19 '' and the support plate 4 and the distance x₂ between the outer rope 19 ' and the support plate 4 can advantageously be defined by the following formulas:

Die Seile 19′, 19′′ - nachfolgend wiederum als Seil 19 bezeichnet - sind an den Verbindungsstellen 18 vorzugsweise lose mit der jeweiligen Schaufel verbunden. Hierzu sei insbesondere auf Fig. 3 verwiesen, die einen Ausschnitt des Radiallaufrads aus den Fig. 1 und 2 zeigt. Man erkennt einen Teil der Tragscheibe 4 und der Deckscheibe 2 sowie eine der Ventilatorschaufeln 14, die zwischen den beiden Scheiben angeordnet ist. Es handelt sich hier um eine relativ dünne, breite Leichtmetallschaufel, die an den axialen Endbereichen zu einer Lasche 24, 24′ umgebogen bzw. abgekantet ist, welche Lasche 24, 24′ an der jeweils zugeordneten Scheibe 4, 2 anliegt. Lasche 24 bzw. 24′ und Scheibe 4 bzw. 2 sind mittels Nieten 29 fest mitein ander verbunden, was eine Montage ohne Wärmeeinleitung ermöglicht, so daß Verzugsprobleme ausgeschlossen sind. Gleichfalls zeigt Fig. 3 zwei Versteifungsseile 19, die den bereits beschriebenen inneren und äußeren Seilen 19′, 19′′ entsprechen. An der Verbindungsstelle 18 zwischen Seil 19 und Schaufel 14 - hier an den Schaufelrandbereichen 20, 21 - ist jeweils eine Durchfädelöffnung 30 vorgesehen, die als in die Schaufel eingebrachte Durchgangsöffnung ausgebildet ist. Ihr Durchmesser ist etwas größer bemessen als die Seildicke, so daß sich das Seil 19 bei der Montage mühelos durch die einzelnen Öffnungen 30 hindurchfädeln läßt. Die Montage ist also sehr einfach. Außerdem ist durch diese lose Einfädelverbindung eine gewisse Beweglich keit zwischen Schaufel und Seil gewährleistet, so daß im Betrieb keine nachteiligen Spannungen zwischen den beiden Teilen auftreten können.The ropes 19 ' , 19'' - hereinafter referred to as rope 19 - are preferably loosely connected to the respective blade at the connection points 18 . In this regard, reference is made in particular to FIG. 3, which shows a section of the radial impeller from FIGS. 1 and 2. One can see a part of the support plate 4 and the cover plate 2 as well as one of the fan blades 14 which is arranged between the two plates. It is a relatively thin, wide light metal blade, which is bent or bent at the axial end regions to form a tab 24 , 24 ' , which tab 24 , 24' abuts against the respectively assigned disk 4 , 2 . Tab 24 or 24 ' and washer 4 or 2 are firmly connected with each other by rivets 29 , which enables assembly without heat introduction, so that warpage problems are excluded. Likewise, Fig. 3 shows two reinforcing ropes 19, which correspond to the inner and outer ropes 19 already described ', 19''. At the connection point 18 between the rope 19 and the blade 14 - here at the blade edge regions 20 , 21 - a threading opening 30 is provided, which is designed as a through opening made in the blade. Their diameter is dimensioned somewhat larger than the rope thickness, so that the rope 19 can be easily threaded through the individual openings 30 during assembly. The assembly is very easy. In addition, this loose threading connection ensures a certain mobility between the shovel and the rope, so that no adverse tensions can occur between the two parts during operation.

Um zu verhindern, daß sich das Seil 19 insbesondere bei bei hohen Drehzahlen auftretenden Belastungen in die zuge hörige Schaufel 14 im Bereich der Verbindungsstelle 18 einschneidet oder verformt, ist in der jeweiligen Durch fädelöffnung 30 vorzugsweise eine Schutzhülse 31 gehaltert, die das Seil 19 koaxial mit Spiel umgibt. Sie ist zweckmäßi gerweise hinsichtlich ihres Materials so ausgewählt, daß zwischen ihr und dem Seil 19 nur eine geringe Reibung stattfindet. Zugunsten einer einfachen Montage der Schutz hülse ist diese insbesondere als Rohrniete ausgestaltet.In order to prevent the rope 19 from cutting or deforming, particularly at high speeds, into the associated blade 14 in the area of the connection point 18 , a protective sleeve 31 is preferably held in the respective through-opening 30 , which coaxial with the rope 19 Game surrounds. It is appropriately selected in terms of its material so that there is little friction between it and the rope 19 . In favor of a simple assembly of the protective sleeve, this is designed in particular as a tubular rivet.

Es versteht sich, daß der von dem Seil 19 gebildete Polygon zug vor dem Einfädeln nicht vorhanden ist, sondern daß hier ein Seil von entsprechender begrenzter Länge vorliegt. Bei der Montage wird es nach dem Einfädeln einfach zusammen gespannt, wobei seine beiden Endbereiche 32, 33 insbesondere überlappend aneinandergelegt und nachfolgend mittels eines oder mehrerer Klemmteile 34 zusammengeklemmt bzw. mitein ander verpreßt werden. In Fig. 3 ist eine dieser Kupplungs stellen 35 zweier Endbereiche 32, 33 abgebildet, wobei die Klemmteile 34 von Klemmhülsen gebildet sind.It is understood that the polygon train formed by the rope 19 is not present before threading, but that there is a rope of a correspondingly limited length here. During assembly, it is simply clamped together after threading, with its two end regions 32 , 33 in particular overlapping one another and subsequently clamped together or pressed together using one or more clamping parts 34 . In Fig. 3 one of these couplings 35 is shown two end regions 32 , 33 , the clamping parts 34 being formed by clamping sleeves.

Bei mit mehreren Seilen 19 gleichzeitig ausgestatteten Radialventilatoren werden deren Kupplungsstellen 35 vorzugs weise an unterschiedlichen Umfangsstellen bezüglich der Drehachse 8 angeordnet, um Unwuchten zu vermeiden. Bei Ventilatoren mit zwei Versteifungsseilen 19, 19′ befinden sich die Kupplungsstellen 35 insbesondere im wesentlichen einander diametral gegenüberliegend, wie dies Fig. 2 gut zeigt, so daß ein praktisch vollständiger Unwuchtausgleich stattfindet, der ein Nachwuchten erübrigt.In the case of centrifugal fans equipped with a plurality of cables 19 at the same time, their coupling points 35 are preferably arranged at different circumferential points with respect to the axis of rotation 8 in order to avoid imbalances. In fans with two stiffening cables 19 , 19 ' , the coupling points 35 are in particular substantially diametrically opposite one another, as shown in Fig. 2 well, so that a practically complete unbalance compensation takes place, which eliminates the need for rebalancing.

Vorzugsweise erfolgt die Seilmontge derart, daß das je weilige Seil im montierten Zustand mit einer gewissen Vorspannung beaufschlagt ist. Auf diese Weise läßt sich das Dehnverhalten der Schaufeln konkret beeinflussen, und es kann insbesondere erreicht werden, daß sich Schaufeln und Seil im Betrieb noch im elastischen Bereich ausdehnen können, ohne daß eine bleibende Dehnung der Schaufeln eintritt. Die Vorspannung kann insbesondere auch so gewählt werden, daß die Schaufeln in Ruhestellung des Ventilators eine gewisse elastische Vorverformung erfahren, die im Betrieb auf Grund der auftretenden Fliehkraft kompensiert wird, so daß die Schaufelkontur im Betrieb genau der ge wünschten, optimales Strömungsverhalten versprechenden Kontur entspricht.Preferably, the cable assembly is carried out in such a way that the rope in the assembled state with a certain Preload is applied. In this way specifically influence the expansion behavior of the blades, and it can in particular be achieved that blades and stretch the rope in the elastic range during operation can without causing permanent expansion of the blades entry. The bias can in particular also be selected in this way that the blades are at rest of the fan experience a certain elastic pre-deformation, which in the Operation compensated due to the centrifugal force that occurs is, so that the blade contour in operation exactly the ge wanted promising optimal flow behavior Contour corresponds.

Es versteht sich, daß auch mehr als zwei Seile 19 verwendet werden können, die an verschiedenen Durchmesserstellen der Schaufel angebracht werden können. Auch ist es möglich, in Axialrichtung 8 nebeneinander mehrere Seile vorzusehen, um den verschiedensten Belastungsfällen Rechnung zu tragen.It is understood that more than two ropes 19 can be used, which can be attached to different diameter locations of the blade. It is also possible to provide a plurality of ropes next to one another in the axial direction 8 in order to take account of the most varied load cases.

Die Verwendung eines Seils als Versteifungsteil gestaltet sich sehr wirtschaftlich, da mit geringem Werkstoffaufwand hohe Festigkeiten erzielt werden. Das Drahtseil baut ferner kleiner und leichter, so daß die zusätzlich verursachten Fliehkräfte sowie der Luftwiderstand gering bleiben. Die Montage gestaltet sich sehr einfach, und es sind insbesondere keine Schweißarbeiten erforderlich, so daß keine Verzugs probleme auftreten. Die Geräuschentwicklung ist praktisch vernachlässigbar und die Krafteinleitung von den Schaufeln in das Seil-Polygon ist sehr günstig.The use of a rope designed as a stiffening part very economical because of the low cost of materials high strength can be achieved. The wire rope also builds smaller and lighter so that the additional ones caused Centrifugal forces and air resistance remain low. The Assembly is very simple, and they are special no welding work required, so no delay problems occur. The noise level is practical negligible and the application of force from the blades in the rope polygon is very cheap.

Claims

1. Radial fan impeller, in which in the circumferential direction adjacent fan blades are connected to one another by a stiffening part which extends over the entire circumference of the impeller and is made up of straight sections, characterized in that the stiffening part ( 16 ) consists of a polygon train tensioned rope ( 19, 19 ', 19 '') or wire or the like., The individual sections of the at least one stiffening part ( 16 ) each attack on corresponding, axially extending blade edges of adjacent blades.

2. Radial fan impeller according to claim 1, characterized in that the rope ( 19, 19 ', 19'' ) or the wire or the like. Made of metal or plastic material.

3. Radial fan impeller according to one of claims 1 or 2, characterized in that the stiffening part ( 16, 19, 19 ', 19'' ), the blades ( 14 ) in the region of the blade outlet diameter (D₂) or the outer blade edge ( 20 ) connects with each other.

4. Radial fan impeller according to one of claims 1 to 3, characterized in that the stiffening part ( 16, 19, 19 ', 19'' ), the blades ( 14 ) in the region of the blade inlet diameter (D₁) or the inner blade edge ( 21 ) connects with each other.

5. Radial fan impeller according to one of claims 1 to 4, characterized in that the connection points ( 18 ) between the stiffening part ( 16, 19, 19 ', 19'' ) and a respective blade ( 14 ) to the ventilator operation without Stiffening part occurring points of maximum deflection to the outside of the blades ( 14 ).

6. Radial fan impeller according to one of claims 1 to 5, characterized in that the distance (x₁) in the region of the inner blade edge ( 21 ) angeord Neten stiffening part ( 16, 19 '' ) of the impeller opposite the inlet nozzle ( 1 ) of the fan -Tragsche ( 4 ) is approximately 0.553 times the blade width (b₁) at the inlet diameter (D₁) and the distance (x₂) in the region of the outer edge of the blade ( 20 ) angeord NEN stiffening part ( 19 ' ) from the support plate ( 4th ) approximately 0.5 times the blade width (b₂) at the outlet diameter (D₂).

7. Radial fan impeller according to one of claims 1 to 6, characterized in that each stiffening part extends in a radial plane ( 22, 23 ) with respect to the longitudinal axis of the impeller ( 8 ).

8. Radial fan impeller according to one of claims 1 to 7, characterized in that on the respective blade ( 14 ) at the connection point ( 18 ) between it and as a rope ( 19, 19 ', 19'' ) or wire or the like. a through opening ( 30 ) made in the blade ( 14 ) is arranged from the stiffening part ( 16 ) formed.

9. Radial fan impeller according to claim 8, characterized in that in the through opening ( 30 ) one of the rope ( 19, 19 ', 19'' ) or the like. Receiving, in particular in the form of a tubular rivet formed protective sleeve ( 31 ) is held.

10. Radial fan impeller according to one of claims 1 to 9, characterized in that the two end areas che ( 32, 33 ) of the rope joined together to form a polygonal ring ( 19, 19 ', 19'' ), wire or the like. At their Coupling points ( 35 ) are clamped together or pressed together to form an endless strand by means of at least one clamping part ( 34 ), in particular by means of a clamping sleeve.

11. Radial fan impeller according to claim 10, characterized in that the coupling points ( 35 ) with several simultaneously used ropes ( 19, 19 ', 19'' ), wires or the like. To compensate for unbalance at different circumferential points are arranged, wherein they Before two stiffening parts ( 16, 19, 19 ', 19'' ) are substantially diametrically opposite with respect to the longitudinal axis of the impeller ( 8 ).

12. Radial fan impeller according to one of claims 1 to 11, characterized in that the at least one rope ( 19, 19 ', 19'' ) or the wire or the like. With bias voltage on the impeller ( 9 ) is mounted.