DE4326147A1 - Axiallüfter, insbesondere für ein Kühlgebläse eines Kraftfahrzeugmotors - Google Patents
Axiallüfter, insbesondere für ein Kühlgebläse eines KraftfahrzeugmotorsInfo
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- F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
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Description
Die Erfindung betrifft einen Axiallüfter der im Oberbegriff des
Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
Bekanntlich werden derartige Lüfter in Gebläsen von wasserge
kühlten Kraftfahrzeugmotoren eingesetzt, wobei die Gebläse
zwischen dem Kühler und dem Motorblock angeordnet sind. Über das
Lüfterrad wird Frischluft angesaugt, welche durch den Kühler hin
durchgeführt und nach außen abgeleitet wird. Es ist dabei üblich,
die Kühlluft axial durch das Lüfterrad zu führen, d. h., sie
gelangt zunächst in einen Zwischenraum zwischen dem Lüfterrad und
dem Motorblock und wird dort radial nach außen abgeführt.
Dem Konstrukteur von derartigen Axiallüftern werden heutzutage
nicht nur hohe Anforderungen hinsichtlich technischer Daten, wie
der Druckerzeugung oder des Wirkungsgrades gestellt, sondern es
müssen in immer stärkerem Maße physiologische Gesichtspunkte, wie
die Geräuschbelästigung, berücksichtigt werden, wodurch die
Anforderungen noch komplexer werden.
Die Geräusche bei diesen Lüftern bestehen aus dem Wirbelgeräusch,
und dem besonders durchdringenden Lüfterton, dessen Frequenz dem
Produkt aus der Drehzahl des Lüfterrades in der Sekunde und der
Flügelzahl entspricht. Eine Verminderung dieser Geräusche wurde
dadurch erzielt, daß die Flügel in ungleichen Abständen an der
Nabe des Lüfterrades angeordnet wurden. Der unangenehme Lüfterton
wurde hierdurch zwar vermindert, aber die strömungstechnischen
Verhältnisse wurden ungünstig beeinflußt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Axiallüfter mit
einer Lüftergeometrie zu schaffen, die ohne Einbuße an Schub und
Wirkungsgrad gegenüber den bekannten Lüftern erheblich leiser
ist. Weiterhin sollen sie die Leistung, den Wirkungsgrad und die
Geräusche beeinflussenden Aufrollwirbel an den Flügelvorderkanten
und die durch starke Druckgradienten induzierten Ablösungen im
Nabenbereich vermieden werden. Diese Aufgaben werden durch die im
Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.
Der erfindungsgemäße Axiallüfter zeichnet sich dadurch aus, daß
die Aerodynamik und die Akustik des Axiallüfters gleichzeitig
optimiert werden. Hierbei ist eine Lüfter-Geometrie entstanden in
Form eines vor- und rückwärtsgepfeilten Blattes, bei denen Auf
rollwirbel und induzierte Ablösungen an den Flügeln derart beein
flußt werden, daß der Schub und der Wirkungsgrad keine Einbußen
erleiden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes
sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung wird anhand eines Aufzeichnungsbeispiels im fol
genden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Axial
lüfters für ein Kraftfahrzeug,
Fig. 2 eine Draufsicht auf das Lüfterrad,
Fig. 3 eine schaubildliche Darstellung des Lüfter
rades,
Fig. 4 einen Schnitt durch einen Flügel,
Fig. 5 eine Draufsicht auf einen Flügel und
Fig. 6 eine Seitenansicht eines Flügels, teilweise
im Schnitt.
Die Fig. 1 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Axial
lüfters 1, welcher z. B. in einem Kühlgebläse 3 vor einem Kraft
fahrzeugmotor 5 eingesetzt ist. Hierbei wird ein Lüfterrad 7
durch einen Elektromotor 9 in bekannter Weise angetrieben. Das
Kühlgebläse 3 besteht aus einem Kühler 11 und einem vor diesem
angeordneten Kondensator 13.
Im Rahmen der Erfindung kann der Axiallüfter 1 auch auf anderen
technischen Gebieten eingesetzt werden.
Die Fig. 2 zeigt das Lüfterrad 7 in Draufsicht, dessen sichel
förmig ausgebildete Flügel 15 mit ihren Ausgangsenden an einer
von einem Elektromotor angetriebenen Nabe 17 und mit ihren
Spitzenenden 19 an einen konzentrisch zu der Nabe 17 angeordneten
Mantelring 21 befestigt sind.
Die Vorderkanten 23 und die Hinterkanten 25 der dreidimensional
ausgebildeten Flügel weisen jeweils eine starke Vorwärtspfeilung
27 und anschließend eine starke Rückwärtspfeilung 29 nach Art
einer Vogelschwinge auf. Die Übergänge von den Vorwärtspfeilungen
27 zu den Rückwärtspfeilungen 29 an den Vorderkanten 23 und an
den Hinterkanten 25 der Flügel werden in deren mittleren Be
reichen durch konstante azimuthale Verschiebungen gebildet. Durch
diese Rücknahmen der Pfeilungen werden Aufrollwirbel an den
Vorderkanten 23 sicher vermieden. In vorteilhafter Ausgestaltung
bestehen die Übergänge aus kubischen Splines 31 und 33. Weiterhin
ist der Fig. 2 und der anliegenden Tabelle 1 zu entnehmen, daß
die Sehnenlänge C der Flügelprofile im Bereich der Nabe 17 klei
ner ist als an den Flügelblattspitzen 19. Ebenfalls ist der
Verwindungswinkel Beta im Bereich der Nabe 17 größer als im
Bereich der Flügelblattspitzen 19. So beträgt z. B. der Verwen
dungswinkel Beta an der Blattwurzel bzw. Nabe 17 etwa 45 Grad,
während der Verwindungswinkel β an den Blattspitzen 19 etwa 15
Grad beträgt.
Die Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch einen Flügel 15 im Schnitt,
wobei die Sehnenlänge C und der Verwindungswinkel β ebenso ein
getragen sind wie das zx-Achsensystem.
Die Fig. 5 zeigt die Draufsicht auf die Nabe 17 mit einem Flügel
15, wobei der Sichelungswinkel ϕ, die Drehrichtung ω des Flügel
rades 7 und die einzelnen Schnitte R1 bis R6 angegeben sind. Aus
der Tabelle 1 und der Fig. 5 ist zu entnehmen, daß der Siche
lungswinkel ϕ des jeweiligen Flügelprofilschnittes von der Nabe
17 bis zum Bereich der Flügelmittel zunimmt und dann zu den
Blattspitzen 19 wieder abnimmt. Im Ausführungsbeispiel liegt der
Sichelungswinkel an der Nabe 17 bei etwa 0 Grad, in der Flügel
mitte bei etwa 30 Grad und an den Blattspitzen 19 bei etwa 7
Grad.
Weiterhin zeichnen sich die Flügel 15 dadurch aus, daß sie an den
Vorderkanten 23 abgerundet ausgebildet sind. Hierdurch werden
Störungen in der Strömung vermieden.
Auch ist den Fig. 2, 5 und dem Beispiel in der Tabelle 1 zu
entnehmen, daß die Sehnenlänge C im Mittelbereich der Flügel 15
unverändert bleibt. Die Flügel 15 des Axiallüfters 1 sind durch
die Gleichungen
YY = CMT(1) + XW* (CMT(3) + XW* (CMT(4) + XW* (CMT(5) + XW*
(CMT(6) + XW* (CMT(7) + XW* (CMT(8))))))).
Im Fall (A) der Profile ist XW=X, YY=Z,
wobei bei X=O Z=O zu setzen ist, und
im Fall (B) der Blattparameter XW=R ist,
worin
R Radius in [mm]
C = Sehnenlänge des Profilschnittes in [mm]
Beta (β) = Verwindungswinkel des Profilschnittes in [Grad]
Phi (ϕ) = Sichelungswinkel des Profilschnittes in [Grad] und
CMT ( , ) = Koeffizienten eines Polynoms 7. Grades sind, welche folgende Polynom-Werte aufweisen:
wobei bei X=O Z=O zu setzen ist, und
im Fall (B) der Blattparameter XW=R ist,
worin
R Radius in [mm]
C = Sehnenlänge des Profilschnittes in [mm]
Beta (β) = Verwindungswinkel des Profilschnittes in [Grad]
Phi (ϕ) = Sichelungswinkel des Profilschnittes in [Grad] und
CMT ( , ) = Koeffizienten eines Polynoms 7. Grades sind, welche folgende Polynom-Werte aufweisen:
A) Je 8 Polynom-Koeffizienten/Profil:
Oberseite:
Schnitt: R=R1
CMT(1,1)= 0,3376981507D-02
CMT(2,1)= 0,1346306419D+01
CMT(3,1)=-0,8917436595D+01
CMT(4,1)= 0,3875335108D+02
CMT(5,1)=-0,9757959977D+02
CMT(6,1)= 0,1356854384D+03
CMT(7,1)=-0,9721950708D+02
CMT(8,1)= 0,2797328941D+02
Schnitt: R=R1
CMT(1,1)= 0,3376981507D-02
CMT(2,1)= 0,1346306419D+01
CMT(3,1)=-0,8917436595D+01
CMT(4,1)= 0,3875335108D+02
CMT(5,1)=-0,9757959977D+02
CMT(6,1)= 0,1356854384D+03
CMT(7,1)=-0,9721950708D+02
CMT(8,1)= 0,2797328941D+02
Schnitt: R=R2
CMT(1,2)= 0,3442679717D-02
CMT(2,2)= 0,1052039458D+01
CMT(3,2)=-0,6847072060D+01
CMT(4,2)= 0,2947010493D+02
CMT(5,2)=-0,7402342920D+02
CMT(6,2)= 0,1027584038D+03
CMT(7,2)=-0,7349497090D+02
CMT(8,2)= 0,2111332593D+02
CMT(1,2)= 0,3442679717D-02
CMT(2,2)= 0,1052039458D+01
CMT(3,2)=-0,6847072060D+01
CMT(4,2)= 0,2947010493D+02
CMT(5,2)=-0,7402342920D+02
CMT(6,2)= 0,1027584038D+03
CMT(7,2)=-0,7349497090D+02
CMT(8,2)= 0,2111332593D+02
Schnitt: R=R3
CMT(1,3)= 0,3549636101D-02
CMT(2,3)= 0,1016441804D+01
CMT(3,3)=-0,6641728231 D+01
CMT(4,3)= 0,2863407070D+02
CMT(5,3)=-0, 7196633158D+02
CMT(6,3)= 0,9988500889D+02
CMT(7,3)=-0, 7139449161 D+02
CMT(8,3)= 0,2049343126D+02
CMT(1,3)= 0,3549636101D-02
CMT(2,3)= 0,1016441804D+01
CMT(3,3)=-0,6641728231 D+01
CMT(4,3)= 0,2863407070D+02
CMT(5,3)=-0, 7196633158D+02
CMT(6,3)= 0,9988500889D+02
CMT(7,3)=-0, 7139449161 D+02
CMT(8,3)= 0,2049343126D+02
Schnitt: R=R4
CMT(1,4)= 0,3549636101D-02
CMT(2,4)= 0,1016441804D+01
CMT(3,4)=-0,6641728231D+01
CMT(4,4)= 0,2863407070D+02
CMT(5,4)=-0, 7196633158D+02
CMT(6,4)= 0,9988500889D+02
CMT(7,4)=-0,7139449161D+02
CMT(8,4)= 0,2049343126D-02
CMT(1,4)= 0,3549636101D-02
CMT(2,4)= 0,1016441804D+01
CMT(3,4)=-0,6641728231D+01
CMT(4,4)= 0,2863407070D+02
CMT(5,4)=-0, 7196633158D+02
CMT(6,4)= 0,9988500889D+02
CMT(7,4)=-0,7139449161D+02
CMT(8,4)= 0,2049343126D-02
Schnitt: R=R5
CMT(1,5)= 0,3549636101D-02
CMT(2,5)= 0,1016441804D+01
CMT(3,5)=-0,6641728231D+01
CMT(4,5)= 0,2863407070D+02
CMT(5,5)=-0,7196633158D+02
CMT(6,5)= 0,9988500889D+02
CMT(7,5)=-0,7139449161D+02
CMT(8,5)= 0,2049343126D+02
CMT(1,5)= 0,3549636101D-02
CMT(2,5)= 0,1016441804D+01
CMT(3,5)=-0,6641728231D+01
CMT(4,5)= 0,2863407070D+02
CMT(5,5)=-0,7196633158D+02
CMT(6,5)= 0,9988500889D+02
CMT(7,5)=-0,7139449161D+02
CMT(8,5)= 0,2049343126D+02
Schnitt: R=R6
CMT(1,6)= 0,1689076455D-02
CMT(2,6)= 0,9040142958D+00
CMT(3,6)=-0,5184480422D+01
CMT(4,6)= 0,2125464240D+02
CMT(5,6)=-0,5303796100D+02
CMT(6,6)= 0,7405603355D+02
CMT(7,6)=-0,5354340535D+02
CMT(8,6)= 0,1558148055D+02
CMT(1,6)= 0,1689076455D-02
CMT(2,6)= 0,9040142958D+00
CMT(3,6)=-0,5184480422D+01
CMT(4,6)= 0,2125464240D+02
CMT(5,6)=-0,5303796100D+02
CMT(6,6)= 0,7405603355D+02
CMT(7,6)=-0,5354340535D+02
CMT(8,6)= 0,1558148055D+02
Unterseite:
Schnitt: R=R1
CMT(1,1)=-0,4455810171D-02
CMT(2,1)=-0,9883376876D+00
CMT(3,1)= 0,8546841173D+01
CMT(4,1)=-0,3848691771D+02
CMT(5,1)= 0,9446865392D+02
CMT(6,1)=-0,1265374123D+03
CMT(7,1)= 0,8696017855D+02
CMT(8,1)=-0,2397483370D+02
Schnitt: R=R1
CMT(1,1)=-0,4455810171D-02
CMT(2,1)=-0,9883376876D+00
CMT(3,1)= 0,8546841173D+01
CMT(4,1)=-0,3848691771D+02
CMT(5,1)= 0,9446865392D+02
CMT(6,1)=-0,1265374123D+03
CMT(7,1)= 0,8696017855D+02
CMT(8,1)=-0,2397483370D+02
Schnitt: R=R2
CMT(1,2)=-0,3942155380D-02
CMT(2,2)=-0,4834410344D+00
CMT(3,2)= 0,4508055654D+01
CMT(4,2)=-0,1760728431D+02
CMT(5,2)= 0,3893320149D+02
CMT(6,2)=-0,4931678845D+02
CMT(7,2)= 0,3273648169D+02
CMT(8,2)=-0,8762695698D+01
CMT(1,2)=-0,3942155380D-02
CMT(2,2)=-0,4834410344D+00
CMT(3,2)= 0,4508055654D+01
CMT(4,2)=-0,1760728431D+02
CMT(5,2)= 0,3893320149D+02
CMT(6,2)=-0,4931678845D+02
CMT(7,2)= 0,3273648169D+02
CMT(8,2)=-0,8762695698D+01
Schnitt: R=R3
CMT(1,3)=-0,3864733678D-02
CMT(2,3)=-0,4099249207D+00
CMT(3,3)= 0,3873037115D+01
CMT(4,3)=-0, 1401815748D+02
CMT(5,3)= 0,2908269287D+02
CMT(6,3)=-0,3551685522D+02
CMT(7,3)= 0,2305645288D+02
CMT(8,3)=-0,6056502082D+01
CMT(1,3)=-0,3864733678D-02
CMT(2,3)=-0,4099249207D+00
CMT(3,3)= 0,3873037115D+01
CMT(4,3)=-0, 1401815748D+02
CMT(5,3)= 0,2908269287D+02
CMT(6,3)=-0,3551685522D+02
CMT(7,3)= 0,2305645288D+02
CMT(8,3)=-0,6056502082D+01
Schnitt: R=R4
CMT(1,4)=-0,3864733678D-02
CMT(2,4)=-0,4099249207D+00
CMT(3,4)= 0,3873037115D+01
CMT(4,4)=-0,1401815748D+02
MT(5,4)= 0,2908269287D+02
CMT(6,4)=-0,3551685522D+02
CMT(7,4)= 0,2305645288D+02
CMT(8,4)=-0,6056502082D+01
CMT(1,4)=-0,3864733678D-02
CMT(2,4)=-0,4099249207D+00
CMT(3,4)= 0,3873037115D+01
CMT(4,4)=-0,1401815748D+02
MT(5,4)= 0,2908269287D+02
CMT(6,4)=-0,3551685522D+02
CMT(7,4)= 0,2305645288D+02
CMT(8,4)=-0,6056502082D+01
Schnitt: R=R5
CMT(1,5)=-0,3864733678D-02
CMT(2,5) =-0,4099249207D+00
CMT(3,5)= 0,3873037115D+01
CMT(4,5)=-0,1401815748D+02
CMT(5,5)= 0,2908269287D+02
CMT(6,5)=-0,3551685522D+02
CMT(7,5)= 0,2305645288D+02
CMT(8,5)=-0,6056502082D+01
CMT(1,5)=-0,3864733678D-02
CMT(2,5) =-0,4099249207D+00
CMT(3,5)= 0,3873037115D+01
CMT(4,5)=-0,1401815748D+02
CMT(5,5)= 0,2908269287D+02
CMT(6,5)=-0,3551685522D+02
CMT(7,5)= 0,2305645288D+02
CMT(8,5)=-0,6056502082D+01
Schnitt: R=R6
CMT(1,6)=-0,4887062523D-02
CMT(2,6)=-0,5286422060D+00
CMT(3,6)= 0,5627445225D+01
CMT(4,6)=-0,2588377237D+02
CMT(5,6)= 0,6274982578D+02
CMT(6,6)=-0,8239775694D+02
CMT(7,6)= 0,5528493619D+02
CMT(8,6)=-0,1484426302D+02
CMT(1,6)=-0,4887062523D-02
CMT(2,6)=-0,5286422060D+00
CMT(3,6)= 0,5627445225D+01
CMT(4,6)=-0,2588377237D+02
CMT(5,6)= 0,6274982578D+02
CMT(6,6)=-0,8239775694D+02
CMT(7,6)= 0,5528493619D+02
CMT(8,6)=-0,1484426302D+02
B) Je 8 Polynom-Koeffizienten/Blatt-Parameter:
7) Verwindung Beta:
7) Verwindung Beta:
CMT(1,7)=-0,4697250995D+03
CMT(2,7)= 0,4001478271D+04
CMT(3,7)=-0,1253658651D+05
CMT(4,7)= 0,2086825208D+05
CMT(5,7)=-0,2033489916D+05
CMT(6,7)= 0,1167684995D+05
CMT(7,7)=-0,3668617885D+04
CMT(8,7)= 0,4871535274D+03
CMT(2,7)= 0,4001478271D+04
CMT(3,7)=-0,1253658651D+05
CMT(4,7)= 0,2086825208D+05
CMT(5,7)=-0,2033489916D+05
CMT(6,7)= 0,1167684995D+05
CMT(7,7)=-0,3668617885D+04
CMT(8,7)= 0,4871535274D+03
8) Blatt-Tiefe C:
CMT(1,8)= 0,2408300635D+04
CMT(2,8)=-0,1817445567D+05
CMT(3,8)= 0,5795282668D+05
CMT(4,8)=-0,9923492684D+05
CMT(5,8)= 0,9886067448D+05
CMT(6,8) =-0,5738949094D+05
CMT(7,8)= 0,1797957997D+05
CMT(8,8)=-0,2342597340D+04
CMT(2,8)=-0,1817445567D+05
CMT(3,8)= 0,5795282668D+05
CMT(4,8)=-0,9923492684D+05
CMT(5,8)= 0,9886067448D+05
CMT(6,8) =-0,5738949094D+05
CMT(7,8)= 0,1797957997D+05
CMT(8,8)=-0,2342597340D+04
9) Staffelung-Winkel Phi:
CMT(1,9)= 0,2385695864D+04
CMT(2,9)=-0,1598239118D+05
CMT(3,9)= 0,4314926438D+05
CMT(4,9) =-0,6077259038D+05
CMT(5,9)= 0,4810934463D+05
CMT(6,9)=-0,2104994947D+05
CMT(7,9)= 0,4509133500D+04
CMT(8,9)=-0,3190222506D+03.
CMT(2,9)=-0,1598239118D+05
CMT(3,9)= 0,4314926438D+05
CMT(4,9) =-0,6077259038D+05
CMT(5,9)= 0,4810934463D+05
CMT(6,9)=-0,2104994947D+05
CMT(7,9)= 0,4509133500D+04
CMT(8,9)=-0,3190222506D+03.
Das Verfahren für die Erstellung der Flügel 15 geht folgender
maßen vor sich. Zunächst werden mit Hilfe der Polynomkoeffizien
ten CMT und des Polynoms
zuerst zu den x-Werten die
z-Werte für die einzelnen Profilschnitte getrennt für deren Ober-
und Unterseiten bestimmt. Danach werden dann anschließend an den
Stellen der einzelnen Radien die Verwindungswinkel β, die Sehnen
länge C und der Sichelungswinkel ϕ für jedes Profil berechnet.
Danach werden die Koordinaten x und z der Profile mit C multi
pliziert, um die tatsächlichen Blattdimensionen zu erhalten.
Danach wird jedes Profil um den Verwindungswinkel β um die Pro
filnase gedreht. Anschließen wird dann noch jeder Schnitt um den
Sichelungswinkel ϕ azimuthal verschoben, wodurch sich dann die
geräuscharme Sichelform des Blattes ergibt. Als Drehpunkt dient
hierbei das Zentrum des Lüfterrades 7.
Claims (12)
1. Axiallüfter, insbesondere für ein Kühlgebläse eines Kraft
fahrzeugmotors mit einem Lüfterrad, dessen sichelförmig
ausgebildete Flügel mit ihren Ausgangsenden an einer von
einem Elektromotor angetriebenen Nabe und mit ihren Spitzen
enden an einem konzentrisch zu der Nabe angeordneten Mantel
ring befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorder
kanten (23) und die Hinterkanten (25) der dreidimensional
ausgebildeten Flügel (15) jeweils eine starke Vorwärtspfei
lung (27) und anschließend eine starke Rückwärtspfeilung
(29) nach Art einer Vogelschwinge aufweisen.
2. Axiallüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Übergänge von den Vorwärtspfeilungen (27) zu den Rückwärts
pfeilungen (29) an den Vorderkanten (23) und an den Hinter
kanten (25) der Flügel (15) in deren mittleren Bereichen
durch konstante azimuthale Verschiebungen gebildet werden.
3. Axiallüfter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Übergänge aus kubischen Splines (31, 33) bestehen.
4. Axiallüfter nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeich
net, daß die Sehnenlänge C der Flügelprofile im Bereich der
Nabe (17) kleiner ist an den Flügelblattspitzen (19).
5. Axiallüfter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Sehnenlänge C im mittleren Bereich der Flügel (15) unver
ändert bleibt.
6. Axiallüfter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Verwindungswinkel β im Bereich der
Nabe (17) größer ist als im Bereich der Flügelblattspitzen
(19).
7. Axiallüfter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der
Verwindungswinkel β zwischen etwa β=45° an der Blattwurzel
C und etwa β=15° an der Blattspitze (19) liegt.
8. Axiallüfter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Sichelungswinkel ϕ des jeweiligen
Flügelprofilschnittes von der Nabe (17) bis zum Bereich der
Flügelmitte zunimmt und dann zu dem Blattspitzen (19) wieder
abnimmt.
9. Axiallüfter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der
Sichelungswinkel ϕ an der Nabe (17) etwa 0°, in der Flügel
mitte etwa 30° und an den Blattspitzen (19) etwa 7° beträgt.
10. Axiallüfter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Flügel (15) an den Vorderkanten (23)
abgerundet ausgebildet sind.
11. Axiallüfter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
die Flügel (15) durch die Gleichungen
YY = CMT(1) + XW* (CMT(3) + XW* (CMT(4) + XW* (CMT(5) + XW*
(CMT(6) + XW* (CMT(7) + XW* (CMT(8))))))).Im Fall (A) der Profile ist XW=X, YY=Z,
wobei bei X=0 Z=0 zu setzen ist,
und
im Fall (B) der Blattparameter XW=R ist,
worin
R Radius in [mm]
C Sehnenlänge des Profilschnittes in [mm]
Beta (β) = Verwindungswinkel des Profilschnittes in [Grad]
Phi (ϕ) = Sichelungswinkel des Profilschnittes in [Grad]
und
CMT ( , ) = Koeffizienten eines Polynoms 7. Grades sind,
welche folgende Polynom-Werte aufweisen:A) Je 8 Polynom-Koeffizienten/Profil:
Oberseite:Schnitt: R=R1
CMT(1,1)= 0,3376981507D-02
CMT(2,1)= 0, 1346306419D+01
CMT(3,1)=-0,8917436595D+01
CMT(4,1)= 0,3875335108D+02
CMT(5,1)=-0,9757959977D+02
CMT(6,1)= 0,1356854384D+03
CMT(7,1)=-0,9721950708D+02
CMT(8,1)= 0,2797328941D+02Schnitt: R=R2
CMT(1,2)= 0,3442679717D-02
CMT(2,2)= 0,1052039458D+01
CMT(3,2)=-0,6847072060D+01
CMT(4,2)= 0,2947010493D+02
CMT(5,2)=-0,7402342920D+02
CMT(6,2)= 0,1027584038D+03
CMT(7,2)=-0,7349497090D+02
CMT(8,2)= 0,2111332593D+02Schnitt: R=R3
CMT(1,3)= 0,3549636101D-02
CMT(2,3)= 0,1016441804D+01
CMT(3,3)=-0,6641728231D+01
CMT(4,3)= 0,2863407070D+02
CMT(5,3)=-0,7196633158D+02
CMT(6,3)= 0,9988500889D+02
CMT(7,3)=-0,7139449161D+02
CMT(8,3)= 0,2049343126D+02Schnitt: R=R4
CMT(1,4)= 0,3549636101D-02
CMT(2,4)= 0,1016441804D+01
CMT(3,4)=-0,6641728231D+01
CMT(4,4)= 0,2863407070D+02
CMT(5,4)=-0,7196633158D+02
CMT(6,4)= 0,9988500889D+02
CMT(7,4)=-0,7139449161D+02
CMT(8,4)= 0,2049343126D-02Schnitt: R=R5
CMT(1,5)= 0,3549636101D-02
CMT(2,5)= 0,1016441804D+01
CMT(3,5)=-0,6641728231D+01
CMT(4,5)= 0,2863407070D+02
CMT(5,5)=-0,7196633158D+02
CMT(6,5)= 0,9988500889D+02
CMT(7,5)=-0,7139449161D+02
CMT(8,5)= 0,2049343126D+02Schnitt: R=R6
CMT(1,6)= 0,1689076455D-02
CMT(2,6)= 0,9040142958D+00
CMT(3,6)=-0,5184480422D+01
CMT(4,6)= 0,2125464240D+02
CMT(5,6)=-0,5303796100D+02
CMT(6,6)= 0,7405603355D+02
CMT(7,6)=-0,5354340535D+02
CMT(8,6)= 0,1558148055D+02Unterseite:
Schnitt: R=R1
CMT(1,1)=-0,4455810171D-02
CMT(2,1)=-0,9883376876D+00
CMT(3,1)= 0,8546841173D+01
CMT(4,1)=-0,3848691771D+02
CMT(5,1)= 0,9446865392D+02
CMT(6,1)=-0,1265374123D+03
CMT(7,1)= 0,8696017855D+02
CMT(8,1)=-0,2397483370D+02Schnitt: R=R2
CMT(1,2)=-0,3942155380D-02
CMT(2,2)=-0,4834410344D+00
CMT(3,2)= 0,4508055654D+01
CMT(4,2)=-0,1760728431D+02
CMT(5,2)= 0,3893320149D+02
CMT(6,2)=-0,4931678845D+02
CMT(7,2)= 0,3273648169D+02
CMT(8,2)=-0,8762695698D+01Schnitt: R=R3
CMT(1,3)=-0,3864733678D-02
CMT(2,3) =-0,4099249207D+00
CMT(3,3)= 0,3873037115D+01
CMT(4,3)=-0,1401815748D+02
CMT(5,3)= 0,2908269287D+02
CMT(6,3)=-0,3551685522D+02
CMT(7,3)= 0,2305645288D+02
CMT(8,3)=-0,6056502082D+01Schnitt: R=R4
CMT(1,4)=-0,3864733678D-02
CMT(2,4)=-0,4099249207D+00
CMT(3,4)= 0,3873037115D+01
CMT(4,4) =-0,1401815748D+02
CMT(5,4)= 0,2908269287D+02
CMT(6,4)=-0,3551685522D+02
CMT(7,4)= 0,2305645288D+02
CMT(8,4)=-0,6056502082D+01Schnitt: R=R5
CMT(1,5)=-0,3864733678D-02
CMT(2,5)=-0,4099249207D+00
CMT(3,5)= 0,3873037115D+01
CMT(4,5)=-0,1401815748D+02
CMT(5,5)= 0,2908269287D+02
CMT(6,5)=-0,3551685522D+02
CMT(7,5)= 0,2305645288D+02
CMT(8,5)=-0,6056502082D+01Schnitt: R=R6
CMT(1,6)=-0,4887062523D-02
CMT(2,6)=-0,5286422060D+00
CMT(3,6)= 0,5627445225D+01
CMT(4,6)=-0,2588377237D+02
CMT(5,6)= 0,6274982578D+02
CMT(6,6)=-0,8239775694D+02
CMT(7,6)= 0,5528493619D+02
CMT(8,6)=-0,1484426302D+02B) Je 8 Polynom-Koeffizienten/Blatt-Parameter:
7) Verwindung Beta:CMT(1,7)=-0,4697250995D+03
CMT(2,7)= 0,4001478271D+04
CMT(3,7)=-0,1253658651D+05
CMT(4,7)= 0,2086825208D+05
CMT(5,7)=-0,2033489916D+05
CMT(6,7)= 0,1167684995D+05
CMT(7,7)=-0,3668617885D+04
CMT(8,7)= 0,4871535274D+038) Blatt-Tiefe C:
CMT(1,8)= 0,2408300635D+04
CMT(2,8)=-0,1817445567D+05
CMT(3,8)= 0,5795282668D+05
CMT(4,8)=-0,9923492684D+05
CMT(5,8)= 0,9886067448D+05
CMT(6,8)=-0,5738949094D+05
CMT(7,8)= 0,1797957997D+05
CMT(8,8) =-0,2342597340D+049) Staffelung-Winkel Phi:
CMT(1,9)= 0,2385695864D+04
CMT(2,9)=-0,1598239118D+05
CMT(3,9)= 0,4314926438D+05
CMT(4,9)=-0,6077259038D+05
CMT(5,9)= 0,4810934463D+05
CMT(6,9)=-0,2104994947D+05
CMT(7,9)= 0,4509133500D+04
CMT(8,9)=-0,3190222506D+03.
und
im Fall (B) der Blattparameter XW=R ist,
worin
R Radius in [mm]
C Sehnenlänge des Profilschnittes in [mm]
Beta (β) = Verwindungswinkel des Profilschnittes in [Grad]
Phi (ϕ) = Sichelungswinkel des Profilschnittes in [Grad]
und
CMT ( , ) = Koeffizienten eines Polynoms 7. Grades sind,
welche folgende Polynom-Werte aufweisen:A) Je 8 Polynom-Koeffizienten/Profil:
Oberseite:Schnitt: R=R1
CMT(1,1)= 0,3376981507D-02
CMT(2,1)= 0, 1346306419D+01
CMT(3,1)=-0,8917436595D+01
CMT(4,1)= 0,3875335108D+02
CMT(5,1)=-0,9757959977D+02
CMT(6,1)= 0,1356854384D+03
CMT(7,1)=-0,9721950708D+02
CMT(8,1)= 0,2797328941D+02Schnitt: R=R2
CMT(1,2)= 0,3442679717D-02
CMT(2,2)= 0,1052039458D+01
CMT(3,2)=-0,6847072060D+01
CMT(4,2)= 0,2947010493D+02
CMT(5,2)=-0,7402342920D+02
CMT(6,2)= 0,1027584038D+03
CMT(7,2)=-0,7349497090D+02
CMT(8,2)= 0,2111332593D+02Schnitt: R=R3
CMT(1,3)= 0,3549636101D-02
CMT(2,3)= 0,1016441804D+01
CMT(3,3)=-0,6641728231D+01
CMT(4,3)= 0,2863407070D+02
CMT(5,3)=-0,7196633158D+02
CMT(6,3)= 0,9988500889D+02
CMT(7,3)=-0,7139449161D+02
CMT(8,3)= 0,2049343126D+02Schnitt: R=R4
CMT(1,4)= 0,3549636101D-02
CMT(2,4)= 0,1016441804D+01
CMT(3,4)=-0,6641728231D+01
CMT(4,4)= 0,2863407070D+02
CMT(5,4)=-0,7196633158D+02
CMT(6,4)= 0,9988500889D+02
CMT(7,4)=-0,7139449161D+02
CMT(8,4)= 0,2049343126D-02Schnitt: R=R5
CMT(1,5)= 0,3549636101D-02
CMT(2,5)= 0,1016441804D+01
CMT(3,5)=-0,6641728231D+01
CMT(4,5)= 0,2863407070D+02
CMT(5,5)=-0,7196633158D+02
CMT(6,5)= 0,9988500889D+02
CMT(7,5)=-0,7139449161D+02
CMT(8,5)= 0,2049343126D+02Schnitt: R=R6
CMT(1,6)= 0,1689076455D-02
CMT(2,6)= 0,9040142958D+00
CMT(3,6)=-0,5184480422D+01
CMT(4,6)= 0,2125464240D+02
CMT(5,6)=-0,5303796100D+02
CMT(6,6)= 0,7405603355D+02
CMT(7,6)=-0,5354340535D+02
CMT(8,6)= 0,1558148055D+02Unterseite:
Schnitt: R=R1
CMT(1,1)=-0,4455810171D-02
CMT(2,1)=-0,9883376876D+00
CMT(3,1)= 0,8546841173D+01
CMT(4,1)=-0,3848691771D+02
CMT(5,1)= 0,9446865392D+02
CMT(6,1)=-0,1265374123D+03
CMT(7,1)= 0,8696017855D+02
CMT(8,1)=-0,2397483370D+02Schnitt: R=R2
CMT(1,2)=-0,3942155380D-02
CMT(2,2)=-0,4834410344D+00
CMT(3,2)= 0,4508055654D+01
CMT(4,2)=-0,1760728431D+02
CMT(5,2)= 0,3893320149D+02
CMT(6,2)=-0,4931678845D+02
CMT(7,2)= 0,3273648169D+02
CMT(8,2)=-0,8762695698D+01Schnitt: R=R3
CMT(1,3)=-0,3864733678D-02
CMT(2,3) =-0,4099249207D+00
CMT(3,3)= 0,3873037115D+01
CMT(4,3)=-0,1401815748D+02
CMT(5,3)= 0,2908269287D+02
CMT(6,3)=-0,3551685522D+02
CMT(7,3)= 0,2305645288D+02
CMT(8,3)=-0,6056502082D+01Schnitt: R=R4
CMT(1,4)=-0,3864733678D-02
CMT(2,4)=-0,4099249207D+00
CMT(3,4)= 0,3873037115D+01
CMT(4,4) =-0,1401815748D+02
CMT(5,4)= 0,2908269287D+02
CMT(6,4)=-0,3551685522D+02
CMT(7,4)= 0,2305645288D+02
CMT(8,4)=-0,6056502082D+01Schnitt: R=R5
CMT(1,5)=-0,3864733678D-02
CMT(2,5)=-0,4099249207D+00
CMT(3,5)= 0,3873037115D+01
CMT(4,5)=-0,1401815748D+02
CMT(5,5)= 0,2908269287D+02
CMT(6,5)=-0,3551685522D+02
CMT(7,5)= 0,2305645288D+02
CMT(8,5)=-0,6056502082D+01Schnitt: R=R6
CMT(1,6)=-0,4887062523D-02
CMT(2,6)=-0,5286422060D+00
CMT(3,6)= 0,5627445225D+01
CMT(4,6)=-0,2588377237D+02
CMT(5,6)= 0,6274982578D+02
CMT(6,6)=-0,8239775694D+02
CMT(7,6)= 0,5528493619D+02
CMT(8,6)=-0,1484426302D+02B) Je 8 Polynom-Koeffizienten/Blatt-Parameter:
7) Verwindung Beta:CMT(1,7)=-0,4697250995D+03
CMT(2,7)= 0,4001478271D+04
CMT(3,7)=-0,1253658651D+05
CMT(4,7)= 0,2086825208D+05
CMT(5,7)=-0,2033489916D+05
CMT(6,7)= 0,1167684995D+05
CMT(7,7)=-0,3668617885D+04
CMT(8,7)= 0,4871535274D+038) Blatt-Tiefe C:
CMT(1,8)= 0,2408300635D+04
CMT(2,8)=-0,1817445567D+05
CMT(3,8)= 0,5795282668D+05
CMT(4,8)=-0,9923492684D+05
CMT(5,8)= 0,9886067448D+05
CMT(6,8)=-0,5738949094D+05
CMT(7,8)= 0,1797957997D+05
CMT(8,8) =-0,2342597340D+049) Staffelung-Winkel Phi:
CMT(1,9)= 0,2385695864D+04
CMT(2,9)=-0,1598239118D+05
CMT(3,9)= 0,4314926438D+05
CMT(4,9)=-0,6077259038D+05
CMT(5,9)= 0,4810934463D+05
CMT(6,9)=-0,2104994947D+05
CMT(7,9)= 0,4509133500D+04
CMT(8,9)=-0,3190222506D+03.
12. Verfahren zur Erzeugung eines Flügels nach Anspruch 11,
gekennzeichnet durch folgende Schritte:
- a) Mit Hilfe der Polynomkoeffizienten CMT und des Polynoms werden zuerst zu den x-Werten .0, .0125, . . ., 1.0 die z-Werte für die einzelnen Schnittprofile berechnet
- b) Berechnung der Verwindungswinkel β mittels des Polynoms 7-ten Grades
- c) Berechnung der Sehnenlängen C mittels des Polynoms 7-ten Grades
- d) Berechnung der Sichelungswinkel ϕ mittels des Polynoms 7-ten Grades
- e) Die Koordinaten x und z der Profile werden mit G multi pliziert, um die wahren Blattdimensionen zu erhalten
- f) Jedes Blattprofil wird um den errechneten Verwindungs winkel β um die Profilnase gedreht und
- g) abschließend wird jedes Profil um den errechneten Sichelungswinkel ϕ azimuthal verschoben, wobei der Drehpunkt das Zentrum des Lüfterrades ist.
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