JP6660944B2 - ファンホイール - Google Patents

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Description

本発明は、請求項1に従うファンホイールに関する。
一般に、ファンホイールはラジアルファンホイール、ダイアゴナルファンホイール、軸流ファンホイールとして理解できるが、ファンの前置又は後置ホイール(ステータ)としても理解できる。
ファンホイールは様々な材料から製造される。例えば、ファンホイールは、繊維強化プラスチック材料から一部品として製造できる。或る外径までは、このようなファンホイール製造は上手くいくことが証明されている。しかしながら、大きめのサイズに対しては、射出成形工具に必要とされる投資と、大きな射出成形機用の高い機械ユニットに起因する部品の値段とが非常に増大するため、実現化は費用効果的ではない。また、射出成形機のシリンダーは一般的に、15kg以上の溶融繊維強化プラスチック材料を十分高い温度に加熱することはできない。
この理由のために、このようなファンホイールを複数の部品から製造することも知られている。例えば、箱型又はU型セグメントを材料熔解により端と端が接するように結合し又は形状フィットさせ、ハブリング(hub ring)及びカバーリング(cover ring)を接着又は溶接によりこれらの結合要素の上側と裏面側に装着することが知られている(特許文献1)。非常に多数の個々の部品の結果、このような動翼輪の製造は複雑で時間がかかり、従って高価である、というのも、初めに前記セグメントが端と端が接するように結合されなければならず、また更なるステップにおいてハブリングとカバーリングが装着されなければならないからである。
ファンホイールが駆動軸に着座したハブに羽根が着脱可能に連結されたファンホイールも知られている(特許文献2)。
さらに、羽根が中空セグメントの形状で具体化されたファンホイールも知られている(特許文献3)。それらセグメントは端と端が接するように結合され、次いで組み立てられた羽根セグメントの上側と裏面側に固着されたディスク及びキャップによって一緒に保持される。このようなファンホイールは大きな費用を用いてのみ製造、組み立て可能である。初めに、羽根セグメントは結合され、位置決めされなければならない。その後でのみ、ディスク及びキャップが、組み立てられた羽根セグメントの2つの側に配置され、そこに連結される。
さらには、ブロック型セグメントから組み立てられたファンホイールが知られている(特許文献4)。円筒形の外側リング及び内側リングを形成するブロック型の内側部品及び外側部品が、それらの半径方向に延在する面で互いに接触している。このようなファンホイールは高い重量を有し、特別な用途にのみ適している。
DE4139293A DE102009008508A1 WO2012/131617A1 US2003/0235502A
本発明は、安価に簡単な方法で製造できるように、前述した種類のファンホイールを設計することである。これに関連して、ファンホイールは最小限の重量しか有さず、高い負荷、特に高い回転速度に耐えることができなければならない。
この目的は、請求項1の特徴的な構成を有する本発明に従う前述した種類のファンホイールによって達成される。
本発明に従うファンホイールでは、結合エリアは、突出した形状フィット部分及びそれに関連する凹所によってそれらの表面積を拡大され、それにより複数のセグメントから組み立てられたファンホイールは高い安定性と強度を有する。結合エリアを通る断面が、短い経路に沿ってリングの2つの壁を連結していて当該壁と略垂直に延在する真っ直ぐな連結ストレッチの形状を有しない点で、結合エリア拡大設計は慣習的な設計と異なる。結合表面拡大設計のためにセグメントが接着剤により互いに連結されると、接着表面が拡大され、ファンホイールの強度の増加がもたらされる。これは同様に、隣接するセグメントが結合エリアで互いに面で溶接されるときにも当てはまる。加えて、この結合表面拡大設計のために、隣接するセグメント間の付加的な形状フィット連結が形成され、それで周方向に対して横断方向のセグメントの相互の移動・ずれが防がれる。また、形状フィット要素が、互いに対する隣接セグメントの付加的なガイド手段を形成するため、このような設計により製造工程でのセグメントの結合が促進される。形状フィット部品及び凹所は、セグメントの確実な連結をもたらす舌片及び溝連結を形成する。隣接するセグメントは、製造工程の間に軸方向に又は半径方向に又は軸方向と半径方向の混合形式で結合され、それにより突出した形状フィット部分が隣接するセグメントのそれぞれに接合するリング部分の凹所に達する。本発明に従う実施形態により、リング部分の壁厚が拡大することなく結合表面が著しく増大する。本発明に従う実施形態の結果、本発明に従うファンホイールの製造工程は非常に経済的で、迅速かつ正確になるように設計できる。
本発明に従うファンホイールでは、リング部分及び羽根又は羽根部分を有する、一部品として具体化されるセグメントが使用される。リング部分は羽根又は羽根部分とは実質的に横断方向に(垂直に)延在し、方向部品によりファンホイールの周方向に延びる。ファンホイールの周方向とは横断方向に位置決めされたリング部分のリムが結合されたファンホイールの結合エリアを形成する。互いにより、リング部分の最小の壁厚にもかかわらず、セグメント間の十分強い連結が可能になるように、互いに接触しているセグメントは結合エリアにて連結される。結合状態では、セグメントのリング部分は全体として1又は複数のリングを形成する。リングは特に、羽根をそれらの側方端部にて互いに周方向に連結するハブリング又はカバーリングであるか、又はそれらの側方端部の間のそれらの中間領域にて羽根に連結される中間リングあってもよい。ハブリングは有利には、ファンホイールを駆動モータに接続する機能を有する。ステータの場合、カバーリングは有利にはステータを別の装置に固着するために機能する。
有利には、形状フィット部分はその自由端の方向に先細る。このようにして、隣接するセグメントの結合が著しく単純化される。
有利な実施形態では、凹所はリング部分の上部サイド及び底部サイドの間の領域に配置される。有利には、凹所及びこれに対応して形状フィット部分は、リング部分の約半分の厚さのところに設けられてもよい。
別な有利な実施形態では、凹所は、リング部分の上部サイドに向かって又は底部サイドに向かって開いている。このような実施形態は、ファンホイールを製造するときに簡単で問題の無い結合工程を可能にする。凹所がリング部分の一方のサイドに向かって開いているので、隣接するセグメントは製造の間ファンホイールの軸方向に端と端が接するように非常に容易に結合できる。
この場合、形状フィット部分及び凹所を有するリング部分のリムは有利には段付き形態を有する。このような要素は製造技術の点で非常に容易に製造できる。
凹所がリング部分の壁厚の約0.7〜2.5倍になる深さを有すると有利である。
好ましい実施形態では、形状フィット部分がその側面の少なくとも1つによって凹所の側壁に当接していると有利である。形状フィット部分が両方の側面によって凹所の側壁に当接していると有利である。この場合、隣接するセグメントは互いに確実に、固定的に連結される。
しかしながら、原則として、形状フィット部分の側面及び/又は端面と、凹所の側壁及び/又は底部の間には自由空間が残っていることも可能である。
凹所の側壁及び/又は底部に対する形状フィット部分の間隔は、例えば粘性接着剤が導入される自由空間を創出する。この接着剤は、セグメントの結合前に凹所に導入されてもよい。
有利には、リング部分のリムへの、形状フィット部分の少なくとも1つの側面の移行部は、好ましくはリング部分の壁厚の約0.05〜0.3倍であるアールで湾曲している。移行部は有利にはバイオニックに、すなわち絶え間ないアール無しに実現される。バイオニックな設計は、ひびの形成が確実に防がれるように、形状フィット部分からそれぞれのセグメントのリング部分への力の流れに関して移行部が設計できるという利点を有する。このようにして、移行部はファンホイールの使用時に生じている荷重に最適に調和できる。
有利な実施形態では、凹所の側壁と、リング部分の上部サイド及び底部サイドとの間の、リング部分の領域は略同じ厚さを有する。
しかしながら、凹所の側壁と、リング部分の上部サイド及び底部サイドとの間のこれら領域が異なる厚さを有するように、リング部分は設計されてもよい。この場合、ファンホイールの使用時に力の伝達に寄与しない又は僅かしか寄与しない領域は反対側に位置する領域よりも薄く設計されてもよい。
セグメントから組み立てられたファンホイールの強度の悪化無しに隣接するセグメントの安定した連結を実現するために、形状フィット部分の一方の側面が反対側に位置する他方の側面より大きいと有利である。
セグメントの結合の際力をファンホイールに伝達している領域をさらに拡大するために、リング部分の壁厚は有利には、凹所の領域において、凹所の外側の領域における壁厚より大きい。
セグメントは少なくとも略同一に具体化される。好ましくは、全てのセグメントは同じ形状を有し、それによりそれらの製造のために単一の射出成形工具しか必要でない。これにより製造コストを低く抑えることができる。
隣接するセグメントのカバーリング部分、ハブリング部分及び中間リング部分は好ましくは、周方向とは横断方向に位置決めされたそれらのリムが実質的に一致して互いに当接しており、それぞれに一対の結合エリアを形成し、結合エリアにより隣接するセグメントが面で互いに接触しているように、具体化される。このようにして、互いに当接したセグメントの簡単で依然として確実な連結が保証される。
これらの結合エリアは、ファンホイール軸及び放射状ラインにより画定される平面内に位置決めされる。使用状況と要求プロフィールに応じて、隣接するセグメントの結合エリアはまた、ファンホイール軸及び放射状ラインにより画定されるそれぞれの平面内に対して傾いて位置決めされるように設計されてもよい。その角度は、その際0°〜約80°である。
隣接するセグメントは接着及び/又は溶接によって結合エリアで互いに連結されてもよい。
ファンホイールの特に有利な実施形態は、羽根の流出側端部及び流入側端部がファンホイールの結合エリアに対して間隔を有する点にある。この場合、もっぱらファンホイールの周方向とは横断方向に延びているリング部分のリムが連結表面として機能している。
しかしながら、隣接するセグメントの間の付加的な結合エリアが羽根を通って延びていることも可能である。この場合、セグメントの結合が行われて初めて完全な羽根が形成される。この場合、羽根部分の突合せ継手(butt joint)もまた、リング部分のリムに加えて設けられた結合エリアを形成する。このようにして、セグメント間の固定した連結が改良される。
セグメントは有利には、簡単かつ安価な方法で製造できる射出成形部品である。
有利には、セグメント用の材料として熱可塑性材料が使用される。
セグメントの強度、したがってファンホイールの強度を増大させるために、熱可塑性材料は強化部品、好ましくは強化繊維を含む。
強化繊維は、約10μmから15mm以上の長さ、好ましくは約200μm〜約10mmの長さを有すると有利である。このような強化繊維はプラスチック材料内に容易に加工でき、高い強度を保証する。
セグメントを互いに連結するための接着剤として、例えば1成分又は2成分の接着剤又は溶剤装置が考えられる。
さらなる有利な連結可能性は、レーザー溶接、誘導溶接又は熱風溶接によりセグメントを互いに連結することにある。
特にファンホイールの大きい直径の場合、有利な実施形態は、少なくとも1つの強化ストラップが、ファンホイールの少なくとも1つのリングの周りに巻き付けられることにある。それは、セグメントをさらに固定的に一緒に保持し、それでファンホイールは高めの回転速度でさえ又は他の高い荷重下でさえ使用できる。
強化ストラップは熱可塑性材料又は熱硬化性樹脂から作られてもよく、有利には強化部品、好ましくは強化繊維を有する。
強化繊維として、有利には、ガラス、カーボン、アラミド、熱可塑性材料又は天然繊維が考えられる。
強化ストラップは、特に溶接又は接着によりファンホイールの1又は複数のリングの外周に簡単に固着される。
さらなる有利な実施形態は、硬化する熱硬化性樹脂への巻き付けによる、ファンホイールの1又は複数のリングの外周への強化ストラップの取り付けにある。
強化ストラップがファンホイールにプリテンションを持って巻き付けられると特に最適な実施形態がもたらされる。このようにして得られたファンホイールは高い強度を特徴とする。このようなファンホイールは高い回転制限速度で使用できる。
有利な実施形態では、強化ストラップのプリテンションは約10N〜約10kN、好ましくはストラップの断面積で約10〜100N/mmである。
強化ストラップを受容するために、ファンホイールが、強化ストラップを具備すべきリングにて周方向に延在する溝を具備するとき、ファンホイールへの強化ストラップの確実な固着が保証される。そこでは、強化ストラップがファンホイールから滑り落ちないように配置される。
ファンホイールが一部品として具体化され、すなわち複数のセグメントから作られないとき、強化ストラップの使用は有利に用いられる。
本発明に従うファンホイールは、ラジアルファンホイール、軸流ファンホイール、ダイアゴナルファンホイール、前置ホイール又は後置ホイール(ステータ)であってもよい。
本発明の主題は、個々の請求項の主題から生じるだけでなく、明細書及び図面に開示された仕様及び特徴からも生じる。それらは個々に又は従来技術に対する組み合わせにおいて新規である限り、請求項の主題でなかったとしても、本発明にとって重要なものとして請求される。
本発明のさらなる特徴は別な請求項、明細書及び図面から生じる。
図面に例示された幾つかの実施形態を用いて本発明をより詳細に説明する。
複数のセグメントから形成された本発明に従うファンホイールの軸方向の平面図である。 図1に従うファンホイールを製造するためのセグメントの拡大図である。 複数のセグメントから組み立てられた本発明に従うファンホイールの第2実施形態の軸方向の平面図である。 複数のセグメントから組み立てられた本発明に従うファンホイールの別な実施形態の底面図である。 図4に従うファンホイールを製造するためのセグメントの拡大図である。 本発明に従うファンホイールを製造するためのセグメントの別な実施形態を示す図である。 本発明に従うファンホイールを製造するためのセグメントの別な実施形態を示す図である。 結合面を拡大する方法で設計された、本発明に従うファンホイールの結合エリアの断面の異なる実施形態の拡大図である。 結合面を拡大する方法で設計された、本発明に従うファンホイールの結合エリアの断面の異なる実施形態の拡大図である。 結合面を拡大する方法で設計された、本発明に従うファンホイールの結合エリアの断面の異なる実施形態の拡大図である。 結合面を拡大する方法で設計された、本発明に従うファンホイールの結合エリアの断面の異なる実施形態の拡大図である。 本発明に従うファンホイールを製造するためのセグメントの別な実施形態の斜視図である。 本発明に従うファンホイールの別な実施形態の半分の軸断面図である。 隣接するセグメント間の結合エリアの横断面の本発明に従う実施形態の拡大図である。 セグメントを本発明に従うファンホイールに結合する際の概略図である。 図17に従う7つのセグメントから結合され、周方向に延在するカバーリングと中間リングとを備えた軸流ファンホイールである、本発明に従うファンホイールの別な実施形態の斜視図である。 図16に従うファンホイールのセグメントの斜視図である。 図19に従う7つのセグメントから結合され、周方向に延在するカバーリングの無い軸流ファンホイールである、本発明に従うファンホイールの別な実施形態の斜視図である。 図18に従うファンホイールのセグメントの斜視図である。 図21に従う11個のセグメントから結合され、後置ホイールである、本発明に従うファンホイールの別な実施形態の斜視図である。 図20に従うファンホイールのセグメントの斜視図である。 本発明に従うファンホイールの実施形態のセグメントのリムの区分の側方平面図におけるセグメントリムを構成する詳細図である。 図24に従う7つのセグメントから結合され、周方向に延在するカバーリングと中間リングとを備えた軸流ファンホイールである、本発明に従うファンホイールの別な実施形態の斜視図である。ハブリングと中間リングの間の羽根と、カバーリングと中間リングの間の羽根は、形状と数が異なる。 図23に従うファンホイールのセグメントの斜視図である。 結合面拡大設計を有しない、本発明に従うファンホイールの結合エリアの断面の実施形態の拡大図である。 結合面を拡大する方法で設計された、ファンホイールの結合エリアの別な実施形態の拡大断面図である。 非対称舌片及び溝接続部の形状の結合面拡大設計を有する、本発明に従うファンホイールの結合エリアの断面の実施形態の拡大図である。 非対称舌片及び壁厚の局所的により厚い部分との溝接続部の形状の結合面拡大設計を有する、本発明に従うファンホイールの結合エリアの断面の実施形態の拡大図である。
以下では、プラスチック材料から作られたファンホイールであって、特に、大きいサイズを有し、高い回転速度に適しているファンホイールを開示する。ここでは、ファンホイールは、周方向に1又は2以上のリングによって互いに連結された2〜40の羽根から実質的に成る流れ媒体用のガイド機能を有する固定要素及び回転要素を含むと理解される。ファンホイールは、例えばラジアルファンホイール、ダイアゴナルファンホイール、軸流ファンホイールであるが、前置又は後置ホイール(ステータ)であってもよい。ファンホイールは、互いに実質的に同一の又は少なくとも似ているセグメントから結合されている。このようにして、高価な射出成形工具は必要でない。ファンホイールの製造はコスト効率が良い。個々のセグメントからのファンホイールの組み立てにもかかわらず、ファンホイールは高い回転速度でも形状安定性を有する。セグメントは、以下の実施形態を用いて説明するように、互いに非常に強く連結されるため、組み立てられたファンホイールは高い負荷、例えば回転速度負荷に耐えられる。
本発明に従うファンホイールを構成するセグメントの数は好ましくは、ファンホイール羽根の数に一致する。特に多数の羽根を有するファンホイールの場合、セグメントの数が低減するように、1つのセグメントは2以上の羽根を含んでもよい。特にセグメントが互いに同一の構成を有するとき、ファンホイールの全てのセグメントに対して、1つの射出成形工具しか必要とされない。セグメントが互いに似ている(同様の)とき、一般に単一の射出成形工具で十分である。互いに似たセグメントの異なる構成特徴は、射出成形工具における交換可能な金型インサートにより又は幾つかの射出成形されたセグメントの若しくは結合されたファンホイールの後処理により実現できる。完全なホイール用の射出成形工具に比べて、セグメント用の射出成形工具は著しく少ない制限により設計できるので、セグメントの、特に羽根の設計は非常にフレキシブルに実現できる。例えば、複雑な分割機構(split mechanism)が、羽根チャネルを型から取り出せるように、ファンホイールを完全な成型品として製造するための射出成形工具においてしばしば使用されなければならない。これは、有利な実施形態ではセグメントを製造するための射出成形工具では必要でない。従って、重量軽減のための中空羽根でさえ簡単な方法で設計できる。
個々のセグメントは、それぞれのファンホイールを形成するための適切な結合方法によって互いに連結される。結合方法、とりわけ接着方法として、レーザー溶接法、摩擦圧接法、誘導溶接法、熱風溶接法又は超音波溶接法が好ましく考えられる。ファンホイールが使用中のときに予期される作動応力を考慮して、接触セグメント間の結合エリアは比較的自由に選択できる。セグメント間の連結は、開示された結合方法により単独で創出できる。しかしながら、製造工程中に付加的な強度をもたらし及びガイドを提供する、隣接するセグメント間の形状フィット連結がさらに存在していると有利である。
図1に従うファンホイールはラジアルファンホイールであって、セグメントI〜VIIから組み立てられている。図2は、これらセグメントの1つを示す。図2では、セグメントが平面図でのみ示されているので、セグメントの空間設計に関しては、セグメントの異なる実施形態を示しているが、セグメントの基本的な3次元構成を明らかにする図12を参照されたい。図1の実施形態では、全てのセグメントI〜VIIが同一なので、それらは同じ射出成形工具にて製造できる。
セグメントは、湾曲した外側リム2及びそれと平行に延びる湾曲したリム3を有するカバーリング部分1を有する。リム2,3の両端部はリム4,5によって互いに連結されている。軸方向の平面図で見て、リム4は、略直角に外側リム2に接合している。反対側に位置決めされたリム5は、軸方向の平面図で見て、外側リム2に対して鋭角で接合している。リム5はまた、カバーリング部分1の内側リム3に鈍角で、リム4は鋭角で接合している。図12に示すように、半径方向内側リム3がハブリング部分6から半径方向外側リム2よりも大きな軸方向間隔を有するように、カバーリング部分はその半径方向幅にわたって湾曲形状で延びる。ハブリング部分6も、半径方向外側リム7及び半径方向内側リム8を有する。両方のリム7,8はそれぞれ湾曲形状を有し、それらの端部でリム9,10により互いに連結されている。ハブリング部分6は、カバーリング部分1を通り越して半径方向内側に突出している。軸方向の平面図で見て、ハブリング部分6の外側リム7はカバーリング部分1の外側リム2に一致する。本発明に従うファンホイールの他の実施形態、特にダイアゴナルファンホイール又は軸流ファンホイールでは、ハブリング部分6の外側リム7は軸方向の平面図で見て、カバーリング部分1の外側リム2に対してジグザグに及び/又は角度を付けて(角ばって)位置決めされてもよい。リム9,10はセグメントの軸方向の平面図で見て、それらの長さの一部にわたってカバーリング部分1のリム4,5に一致するように位置決めされる。この特性により特に簡単な結合工程が可能になる。本発明に従う他の実施形態では、例えば羽根が顕著な鎌形状又は捩れ形状を有するとき、リム9,10のこのような一致する構成は可能でない。
カバーリング部分1とハブリング部分6の間に、羽根11が延びており、該羽根は実施形態ではその長さにわたって湾曲した構成を有し、断面がエーロフォイルの輪郭(プロフィール)を有する。羽根11は、カバーリングに関連するその端部91によってカバーリング部分1に連結し、ハブリングに関連するその端部96によってハブリング6に連結している。羽根11の流出側端部12は略鋭角で延びる一方、流入側端部13は平面図で見て弧状に丸みを帯びている(図2)。
羽根11は、その流出側端部12によりカバーリング部分1のリム5の近くまで延びている。その流入側端部13により、羽根11は軸方向の平面図で見てカバーリング部分1を通り過ぎて突出しており、カバーリング部分1を通り過ぎて突出しているハブリング部分6のエリアのリム9に対して最小の間隔を置いて終端している。
図示の実施形態から逸れるが、羽根11は異なる断面構成及び/又は異なる伸長を有してもよい。羽根11は、その長さにわたって湾曲できるだけでなく、さらにその長さにわたって捩れ構造を有してもよい。
ハブリング部分6は、その内側リム8の近くに少なくとも1つの貫通口14を有する。貫通口は有利には、突出するハブリング部分6の幅の略半分のところに位置決めされ、締め付けネジをそこに通す機能を有する。締め付けネジにより、設置位置におけるファンホイールが駆動モータのハブに取り付けられる。
ハブリング部分6は平坦な構造を有する。しかし、例えば図12に見られるように、ハブリング部分6が外側端部で角度を付けられ又は曲げられることも可能である。本発明に従う他の実施形態、特にダイアゴナルホイールでは、ハブリング部分6はその全長又はその一部にわたって円錐状に又は湾曲して延びてもよい。
ファンホイールに結合された状態では(図1)、それぞれのカバーリング部分のリム4,5、及び、それぞれに隣接するセグメントのそれぞれのハブリング部分のリム9,10が接合している。ファンホイール全体に関して、接合されたリム4,5の組は結合エリア15(カバー側で)を形成し、接合されたリム9,10の組は結合エリア16(ハブ側で)を形成する。リム4,5及び9,10の隙間の無い接合位置を保証するために、それぞれ、結合エリア15,16、それぞれの隣接するセグメントのリム4,5及び9,10の曲率コースが実質的に同一でなければならない。結合エリア15,16は周方向に対して横断方向に延びる。ラジアルファンホイールの図示の実施形態では、結合エリア15,16はまたファンホイールの軸に対して横断方向に延びる。羽根11はこれら結合エリア15,16に対して間隔を置いて終端するので、付加的なバリ、エッジ等はセグメントからの製造の結果として羽根11に作られない。セグメントI〜VIIのカバーリング部分1は、結合されたファンホイールにおいて全体のカバーリング1を形成し、対応して、セグメントI〜VIIのハブリング部分6は合わさってハブリング6を形成する。
図16に斜視図で示されているファンホイールは、カバーリング1、ハブリング6及び中間リング71を備えた軸流ファンホイールであり、やはりセグメントI〜VIIから組み立てられている。本発明を主に特徴付ける重要な特徴に関して、セグメントからの構成は図1に従う軸流ファンホイールの構成に一致する。
図17は、図16に示された軸流ファンホイールのセグメントのうちの1つを示す。全てのセグメントI〜VIIは一致しており、それらは同じ射出成形工具で製造できる。
図17に示されたセグメントIは、軸方向通風機の主流方向に対して下流に位置決めされた湾曲リム2と、それと平行に延在していて軸方向上流に配置されたリム3とを有するカバーリング部分1を有する。リム2,3の両端はリム4,5により互いに連結されている。ハブリング部分6も、下流に位置決めされたリム7と上流に位置決めされたリム8を有する。両方のリム7,8はそれぞれ湾曲した構造を有し、それらの端部にてリム9,10により互いに連結されている。ハブリング部分6は、完全にカバーリング部分1の半径方向内側に位置決めされている。ハブリング6及びカバーリング1の軸方向伸長は図示の実施形態で一致するが、軸流ファンホイールの他の実施形態では、羽根の幾何学形状に依存して異なってもよい。
図16に従う実施形態では、半径方向に見て、ハブリング6及びカバーリング1の間に中間リング71もある。このような中間リングは、結合されたファンホイールのより高い強度をもたらす。有利な構成では、空気流量、効率及びファンの音響効果に関する利点も中間リングによって実現できる。1又は複数の中間リング71が、ラジアルファンや前置又は後置ホイールなどの全ての種類のファンホイールに存在してもよい。セグメントからの製造のために、完全な成型品としての製品に比べて工具構造に関して少ない費用で、中間リングの実現が可能である。
図17に示されたセグメントIは、軸方向通風機の主流方向に対して下流に位置決めされた湾曲リム72と、それと平行に延在していて軸方向上流に配置されたリム73とを有する中間リング部分71を有する。を対応的に有する。リム72,73の両端はリム74,75により互いに連結されている。
結合されたファンホイールでは、それぞれのセグメントの中間リング部分71のリム74,75は、ファンホイールの周方向に対して横断して延在する結合エリア85(図16)を形成し、それにより、隣接するセグメントI〜VIIは互いに接触している。羽根11はこの結合エリア85に対して間隔を置いて終端するので、付加的なバリ、エッジ等は中間リング71の結果として羽根11に作られない。セグメントI〜VIIの中間リング部分71は、結合されたファンホイールにおいて完全な中間リング71を形成する。
図17に従うセグメントを備えた図16の実施形態では、カバーリング部分1及びハブリング部分6の間に、その長さにわたって湾曲し、捩れ、断面がエーロフォイルの輪郭(プロフィール)を有する羽根11が延びている。先の実施形態と同様に、図2に従う実施形態に示されているように、流出側に位置決めされた羽根11の端部12は、ほぼ鋭角で先細るのに対して、羽根11の断面で見て流入側の端部13は弧形状により丸みを帯びている。
図17に従うセグメントを備えた実施形態の羽根11は、その下流端部12によりカバーリング部分1のリム2の近くまで延びている。その上流に位置決めされた端部13により、羽根11は、カバーリング部分1のリム3の近くまで延びている。
図示の実施形態から逸れるが、羽根11は異なる断面構成及び/又は異なる伸長を有してもよい。
図17に従うファンホイールセグメントIでは、ハブリング部分6は、ファンホイールをモータに固着する機能を有する装置を有していない。このようなセグメントから形成される図16に従うファンホイールは、圧入、締め付け(clamping)、接着、溶接などによってモータに固着され得る。もちろん、軸流ファンホイールセグメントの他の実施形態では、後でファンホイールをモータに固着するように機能する穴などが設けられてもよい。
ハブリング部分6、カバーリング部分1及び中間リング部分71は、特に軸流ファンホイールの場合に円筒形に具体化されてもよい。しかしながら、カバーリング1を用いた図20に従う実施形態に示されたものと同様に、ハブリング部分6及び/又はカバーリング部分1及び/又は中間リング部分71は、特に流れ条件により良く適合し得る複雑な3次元輪郭をたどるように延びることも可能である。
図23では、図24に従うセグメントから成る本発明に従う軸流ファンホイールが示されている。ハブリング6、カバーリング1及び中間リング71を備えたこの実施形態では、形状及び/又は位置及び/又は数に関して中間リング71とハブリング6の間に延びる羽根112とは異なる羽根111が、カバーリング1と中間リング71の間に延びている。このようにして、中間リングを備えた実施形態では、羽根の数と羽根の幾何学形状がそれぞれの流れ条件に対してより良く適合され得る。複数の中間リング71を備えた実施形態では、羽根の構造に関してより多くの変動性が対応的にもたらされる。
図23に従う軸流ファンホイールの図24に示されたセグメントは、カバーリング部分1、中間リング部分71及びハブリング部分6を有し、そこからカバーリング1、中間リング71及びハブリング6が創出される。このセグメントは、カバーリング部分1を中間リング部分71に接続する2つの羽根111と、中間リング部分71をハブリング部分6に接続する1つの羽根112を有する。
図18に斜視図で示された軸流ファンホイールの実施形態は、カバーリングの無い、中間リングの無い軸流ファンホイールであって、互いに同一なセグメントI〜VIIから組み立てられており、そのうちのセグメントIが図19に例示されている。セグメントの構造は既に既述した図16に従う実施形態の構造に似ている。しかしながら、軸方向通風機ではしばしば慣用的であるように、重量を省き流れ抵抗を低減するために、この軸流ファンホイールはカバーリングを有しない。ゆえに、結合エリアとして、この実施形態では高めの負荷を吸収しなければならないハブリング6における結合エリア16のみが残っている。セグメントIはハブリング部分6及び羽根11を有する。
図21に従うセグメントを備えた図20に従う実施形態は、操作中に固定されているファンホイール(ステータ)である。ステータはファンの前置ホイール又は後置ホイールであってもよい。しかしながら、セグメントの構造に関して重大な差異は生じない。多数の用途状況において、ステータも大いに荷重のかかる部品である。そこには、そのモータを有する通風機が固着されており、特に操作中の通風機の揺動・振動のために荷重がかかる。図20に従うステータは、本発明の態様により図21に従う11個の同一のセグメントI〜XIから構成される。主に軸方向に延在しているカバーリング部分1及びハブリング部分6のリム4,5,9,10は、内側エッジ及び角を有するより複雑なコースを有する。流出側では、ハブリング6は、セグメントI〜XIのフランジ部分61により形成される平坦フランジ61を具備しており、そこには後でファンモータが固着される。穴はまだセグメントに設けられておらず、というのも実施形態では、ステータは11個のセグメントから構成されているからである。これは、多すぎる穴を意味する。この実施形態では、穴は結合後にフランジ61にあけられてもよい。
特に多数の羽根11の場合、1つのセグメントに1以上の羽根、例えば2〜4の羽根を設けることも考えられる。これは減少した数のセグメントをもたらす。しかしながらその場合には、セグメントを製造するための射出成形工具はより複雑となる。また、羽根11の数は、同一のセグメントのみ欲する場合、セグメントにつき羽根の数で割り切れなければならない。
場合により、操作中に予期される負荷に依存して、本発明に従うファンホイールに、カバーリング1及びハブリング6に加えて、周方向に別な中間リング71を設けると有利である。1又は複数のこのような付加的なリングはカバーリング1とハブリング6の間の領域に配置できる。組み立てられたホイールにおける結合エリア及びセグメントのリムを有するそれらの構成は、前述した実施形態に従うカバーリング1及びハブリング6の構成に対応する。中間リング71は付加的な安定性をもたらすが、流れにもポジティブに影響し得る(効率、音響効果)。セグメントの製造原理のために、このような付加的な中間リング71は比較的最低限の費用で実現できる。
本発明に従うファンホイールの有利な実施形態を製造するために、セグメントI〜VIIが初めに星形状に配置され(図15)、次いで、それらのリム4,5;9,10;74,75を有するセグメントI〜VIIが互いに接触するまで略半径方向に内側方向に合わさるように押される。次いで、結果的に結合エリア15,16,85では、セグメントI〜VIIは記述した方法で互いに固定的に連結され、例えば接着又は溶接される。これに関連して、有利には接着又は溶接工程の間、高い圧力がセグメントI〜VIIに又は結合エリア15,16,85に加えられ、それにより接触しているセグメントI〜VIIが互いに固定的に連結される。同様にして、7個より多いセグメントを備えたファンホイールも製造される。セグメントは簡単な射出成形工具で製造でき、そのため製造コストは低く維持できる。セグメントI〜VII用の材料として、ファンホイールの射出成形にとって通常の公知の材料が考えられる。その例は、ポリアミド(PA6,PA66,PA66/6,PAPA,PPA,PA4.6,PA12)やポリエステル(PBT,PET)、ポリプロピレン(PP)、PPS,PES,PESU,PEEK,ABS,PC,ASAなどの短繊維強化又は長繊維強化熱可塑性材料である。好ましくは、ポリアミド、ポリプロピレン又はポリエステルがセグメント用の材料として使用される。
これら材料のための強化繊維として、例えば、ガラス、カーボン、アラミド、熱可塑性材料(PET,PA)又は天然繊維(例えば、亜麻、麻、サイザル麻、ジュート又はココナッツ繊維)が考えられる。
隣接するセグメントがレーザー溶接を用いて連結されている実施形態では、使用されるレーザー光に対して使用されるプラスチック材料の高い透過性が必要とされる。これを実現するために、ポリマーとして、レーザー光の波長に対して非常に透過性のあるプラスチック材料が使用される。これは、プラスチック材料内の特別な着色顔料により実現できる。さらに、有利には、強化繊維に対して遷移ポリマーにて光屈折を有しない又は最低限しか有しない特別な強化繊維(特にガラスファイバー)が使用される。これは、ガラスファイバーの表面にコーティングする特別な結合剤の使用により可能である。
射出成形されたセグメントI〜VII内の強化繊維が約50μmから約15mmの長さを有すると、セグメントのための、したがってファンホイールのための優れた強度が生じる。好ましい範囲は約200μm〜約10mmである。
セグメントI〜VIIが結合エリア15,16,85で合わさって接着されるとき、ポリウレタン、アクリル酸、メタクリル酸塩又はシリコンなどの1成分又は2成分の接着剤がこの目的のために使用できる。接着のために、溶剤装置も使用できる。
セグメントI〜VIIが結合エリア15,16,85で互いにレーザー溶接されるとき、有利には、ダイオードレーザー、COレーザー又はNdYAGレーザーがこの目的のために使用できる。
結合エリア15,16,85でのセグメントI〜VIIの連結はまた、摩擦圧接、振動溶接又は超音波溶接により創出されてもよい。
結合エリア15,16,85でのセグメントI〜VIIの連結はまた、誘導溶接又は熱風溶接により実行されてもよい。熱風として、例えば空気、窒素又はCOが考えられる。
両方のケースで、プラスチック材料は結合エリア15,16,85の領域で柔らかくなる。従って、セグメントI〜VIIが結合エリア15,16,85で互いに押圧される圧力下では、隣接するセグメントの材料溶融連結がそれにより実現され、結合エリアの冷却後に、セグメントの確実な連結が得られる。
羽根11及びリング部分1,6,71は一部品として合わさって具体化され、セグメントを形成するので、ファンホイールの簡単、迅速かつ安価な製造が可能となる。
図3に従うファンホイールも図1に従うファンホイールと同様に具体化されており、セグメントI〜VIIから成る。ファンホイールの羽根11は、結合エリア15,16が羽根11から距離を置いて延在するように、再び配置されている。このようにして、羽根11上のバリやエッジなどの形成が防がれ、それにより複雑な後処理は必要でない。図1,2に従う実施形態では、周方向に作用する荷重の点でセグメントI〜VIIは材料溶融又は接着連結によってのみ互いに連結されている一方、図3に従う実施形態のセグメントI〜VIIはこのような荷重に対して形状フィット(form fit)を用いて互いに連結されている。この形状フィットは、カバーリング部分1のリム4,5又はセグメントI〜Vのハブリング部分6のリム9,10のエリアに設けられている。カバーリング部分1を通過して半径方向内側に突出しているハブリング部分6のエリアは、図1の実施形態と同一に構成されている。隣接するセグメントI〜VIIの間の形状フィットは、周方向のセグメントが互いから分離できないように設計されている。まだ接着されていない又はまだ溶接されていない状態での互いからのセグメントの分離は、隣接するセグメントがファンホイールの軸方向に互いに対してずらされることでのみ可能である。
カバーリング部分1のリム5には、及び、軸方向に見て下方に位置するハブリング部分6のリム10のエリアには、略マッシュルーム型である輪郭を備えた切欠17がそれぞれに設けられている。カバーリング部分1の反対側に位置するリム4、及び、軸方向に見て下方に位置するハブリング部分6のリム9のエリアは、隣接するセグメントの切欠17に係合する突出したマッシュルーム型突起18を具備している。切欠17及び突起18は、それらのリムで互いに当接するように互いに相補形に設計されている。マッシュルーム型構造のために、切欠17及び突起18はそれぞれ、周方向に見てアンダーカット(下切り)を具備している。
マッシュルーム型構造から逸れて、形状フィット連結は他の輪郭形状を有してもよい。それら形状は、ファンホイールの周方向の隣接するセグメントI〜VIIが互いから離れないように設計されさえすればよい。
切欠17及び突起18はそれぞれ、カバーリング部分1及びハブリング部分6に設けられている。高い荷重がそれぞれのファンホイールに予期される場所に依存して、それらはカバーリング部分にのみ又はハブリング部分のみに設けられてもよい。複数の切欠17及び相補形の突起18は、1つのリム4,9又は5,10の長さにわたって設けられてもよい。羽根11は、切欠17及び突起18に対して間隔を有するようにセグメントI〜VIIに配置される。
本発明の意味において、突起18は突出している形状フィット部分であり、切欠17はリム4,9,74又は5,10,75にある少なくとも略相補形の形状の凹所である。
この実施形態では、一部品として具体化されるセグメントI〜VIIも互いに同一であり、それによりセグメント用の1つの射出成形工具しか必要とされない。形状フィット要素17,18は、セグメントI〜VIIを結合するための付加的なガイドを提供し、またファンホイールが周方向に荷重を受けたときの付加的な形状安定性を保証する。形状フィット要素17,18のために、セグメントI〜VIIはファンホイールのために星形状にではなく軸方向に結合される。
先の実施形態に関連して説明したように、隣接するセグメントI〜VIIは結合エリア15,16で形状フィットによって連結されるだけでなく、接着接続、溶接接続などによっても連結される。接着工程又は溶接工程の間、結合エリア15,16での連結が最適となるように、互いに接触しているセグメントI〜VIIは望ましくは互いに対して強く押圧される。隣接するセグメントはまた、形状フィット連結17,18のエリアで接着接続又は溶接接続によって互いに固定して連結されてもよい。
本発明に従う他の実施形態では、周方向の形状フィット連結は、既述した図3の実施形態と同等の方法で、軸流ファンホイール、ダイアゴナルファンホイール又はステータに対しても実現できる。このような形状フィット連結は中間リング部分71の場合でも実現できる。この場合、結合工程に関する制限もあり、すなわちセグメントは周方向に互いに結合できない。
図4に従うファンホイールもその例では、一部品として形成されたセグメントI〜VIIを有する。それらセグメントは単一の射出成形工具によって製造できるように再び同一である。図1に従う実施形態と同様に、セグメントI〜VIIは、それらが星形に配置されるように具体化され、次に図15の図解と同様に一緒に押される。
カバーリング1及びハブリング6上の結合エリア15,16に加えて、羽根11の領域のさらなる結合エリア86(図4)が生成されるように、セグメントI〜VIIは設計されている。これは、隣接するセグメントを結合するための接着面又は溶接面が先行の実施形態に比べて拡大されるという利点を有する。セグメントI〜VIIはこれに関して、隣接するセグメントが組み立てられるまで完成羽根11が形成されないように設計されている。
図5は、これらセグメントのうちの1つをハブリング部分6の側面からの底面図で示す。ハブリング部分は、湾曲した外側リム7と湾曲した内側リム8を有する。リム7,8の第1端部を連結するリム11は、軸方向に見て、湾曲形状に延在する。リム7,8の第2端部を連結する反対側に位置するリム9もまた、ファンホイールの軸方向に見て、その長さにわたって湾曲形状に、すなわちリム10と実質的に同一の曲率コースをもって延在しており、それにより隣接する同一のセグメントが隙間なく結合される。2つのリム9,10の直接連結部において、羽根部分11a,11bは別々に延在している。羽根部分11a,11bは、ハブリング部分6と(図5ではハブリング部分6により完全に覆われている)カバーリング部分1との間に延在する。
隣接するセグメントI〜VIIがそれらのリム4,5,9,10によって結合するとき、それらのリム19,20を有する羽根部分11a,11bが互いに接触しており、このようにして、この場合には中空である羽根11を形成する。結合したファンホイールにおいて互いに接触している隣接するセグメントのリム19,20は付加的な結合エリア86を形成する。他の点では、羽根11は図1〜3に従う実施形態と同じ構成を有する。羽根11はまた、ファンホイールのカバーリング1及びハブリング6に対してこれら実施形態と同様にして配置されている。
隣接するセグメントI〜VIIが接着連結によって互いに連結されるとき、接着剤はリングの結合エリア15,16に与えられるだけでなく、羽根11の結合エリア86にも与えられる。このようにして、高い荷重でさえ耐えることができる隣接するセグメントI〜VII間の強固な連結を保証する非常に大きい接着面が提供される。隣接するセグメントI〜VIIが溶接連結によって互いに連結されるとき、この実施形態では、溶接面は、増大する荷重容量をもたらす羽根11の結合エリア86のエリア・面積によって拡大される。
羽根11は中空なので、ファンホイールは比較的最小限の重量を有する。さらに、中空羽根11は、流体メカニズムに関して簡単な方法で目標の二次流れのための流路の設計が可能になるという利点を有する。
結合工程の後で、エッジ、バリなどは羽根11の結合エリア86のエリアに存在してもよい。しかしながら、それらは従来のやり方で容易に除去することができる。セグメントI〜VIIは相互に同一に具体化され、軸方向の平面図で中心線21を有し、中心線の曲率コースは軸方向の平面図におけるリム9,10の曲率コースに一致する。これに関連して、セグメントは外側リム2,7の領域で最大の周方向幅を有し、内側リム8の領域で最小の周方向幅を有するように、周方向に測定したセグメントの幅は外側リム2,7から内側リム8に向かう方向に減少する。
前述した構成のために、セグメントI〜VIIは、図15を用いて概略的に示されるように、星形に共に押され、周方向に互いに対して押し込まれ、それによりセグメントI〜VIIは結合エリア15,16,86で互いに緊密に接触している。望まれない衝突を避けるために、セグメントが結合工程の間に回転対称に一緒に移動する経路は、結合エリア15,16,86のコースに依存して慎重に選択されなければならない。特に、幾つかの実施形態では、湾曲した経路が必要である。
図5は底面図のセグメントを示すので、カバーリング部分1の内側リム3しか見えない。カバーリング部分1の他のリム2,4,5は、セグメントへの平面図で見て、それらの長さにわたってハブリング部分6のリム7,9,10と一致する。
図6は、ハブリング部分6への平面図において、図2に従うセグメントと同様の構成を有するセグメントを示す。羽根11は、その2つの流出側端部12及び流入側端部13がリム4,5,9,10に対して間隔を有するようにセグメントに設置されている。羽根11は、図2に従う実施形態のように、カバーリング部分1の内側リム3を半径方向に僅かに通過して突出する。
図2に従う実施形態と対照的に、羽根11は中空である。羽根11は連続的に中空ではない。空洞はカバーリング部分1のエリアで終端し、そのためそれは空洞により遮られない。
羽根11の中空構造は、スライディングコア(sliding core)を用いて射出成形で実現される。このスライディングコアのために、羽根11はハブリング部分6のエリアで開いている。ファンホイール使用時のノイズ発生と羽根11内の汚れの堆積を避けるために、射出成形工程又は完成ファンホイールの結合工程の後で、羽根11は有利にはカバーなどで覆われるか、材料、例えば発泡材料を充填される。カバーは、接着、溶接又は他の適切な方法でハブリング部分6に固着される。閉鎖部材は有利には、その外側サイドによってハブリング部分6の外側サイドと面一に位置決めされるように設計される。これを実現するために、閉鎖部材がその表面と同じ高さになるように導入される凹所が、ハブリング部分6上の空洞のエリアにおける射出成形部分に設けられなければならない。
図7は、原則として図6に従うセグメントと同じ構造を有するセグメントを示す。差異は、少なくとも1つの補強材22が中空羽根11の内部に設けられる点にある。補強材22は、羽根11の向かい合わせに位置する側壁23,24の間に延びているウェブの形状をしている。補強材22は有利には、羽根11の軸方向高さ全体にわたって延びる。補強材22は、羽根11に付加的な強度を与える。
ウェブ形状の補強材22を製造するための射出成形工具では、ウェブ22がプラスチック材料の射出成形の際にスライディングコアの間に形成されるように、互いに隣接する最小の間隔を置いて位置決めされた2つのスライディングコアが設けられる。
図1,3,4に従う実施形態では、セグメントI〜VIIの間の結合エリア15,16は、ファンホイールの軸方向に見て、放射状ライン上に位置決めされていない。ファンホイールのそれぞれの分割線15,16と内側円形リム8との交差点を通って延在している放射状ライン60(図1,3,4)に対して、結合エリア15,16はこの放射状ライン60に対して角度αで位置決めされている。分割線15,16のコースに依存して、角度αは内側リム8から外側リム2に向かう方向に増大する。
結合エリア15,16が放射状ライン60上に位置決めされて、それにより角度αが0°になるように、セグメントI〜VIIは設計されてもよい。
セグメントI〜VIIの構成に依存して、角度αは約80°にまでなってもよい。この角度範囲は、セグメントI〜VIIが互いに連結される方法とは無関係である。
図25は、結合面拡大効果が実現されない、結合エリア15,16,85の断面の可能な構成を示す。それは、例示の方法で拡大図にて、接触しているセグメントのリム4,9,74及び5,10,75を有する結合エリア15,16,85を通って延在する断面A−A(図1,3,16,18,20参照)を示す。断面の結合エリア15,16,85のコースは実質的に、リング部分1,6,71の内側サイド30を最短距離を置いて外側サイド31に連結するストレート伸張のコースからなる。結合エリア15,16,85、又は、セグメントI及びIIのリム4,9,74及び5,10,75は、内側サイド30に対して及び外側サイド31に対して略垂直に延びる。この構成は、結合エリアの断面として最も簡単な構成である。射出成形工具のための対応する工具構造は簡単で、安価である。このようにして設計された結合エリアによれば、必要に応じて、例えば図3に従う実施形態のために、セグメントI及びIIがリング部分1,6,71の横断方向に互いに結合されることが可能になる。しかしながら、この実施形態における結合エリア15,16,85は、接着又は溶接用のかなり小さい表面を有し、互いの中のセグメント間の軸方向又は半径方向の付加的な形状フィットは創出されない。また、結合工程のための付加的なガイドも実現されない。
図8〜11,14,26を参照して、結合エリア15,16,85の断面の可能な構成を例示の方法で説明する。それによれば、リング1,6,71の壁厚が拡大することなく結合面が著しく拡大され、また軸方向及び/又は半径方向の移動・ずれに関して隣接するセグメントI〜VIIの間の少なくとも部分的な形状フィットが創出される(結合面拡大設計)。これらの図面はそれぞれ、例示の方法で拡大図にて、接触しているセグメントのリム4,9,74及び5,10,75による結合エリア15,16,85を通って延在する断面A−A(図1,3,16,18,20参照)を示す。これらの例では、接着面又は溶接面の拡大をもたらすだけでなく、さらに結合したセグメントの増大した形状安定性ももたらす結合面拡大設計が得られる。また、セグメントI〜VIIをファンホイールに結合する際、結合エリア15,16,85のこれらの特別な設計のために、セグメントのファンホイールへの組み立てを促進するガイド作用も得られる。ゆえに、本発明に従うファンホイールの製造工程は著しくより経済的で、より早く、より精密になるように設計できる。
図8に従う例示の実施形態では、セグメントIのリム4,9,74は、リム4,9,74の(図面と垂直な)長さにわたって少なくとも部分的に延びる突出舌片25を有する。リム4,9,74はまた、その長さの周りに分布して配置された複数の舌片25を有してもよい。舌片25はその自由端に向かって先細り、リング部分1,6,71の略半分の厚さのところに位置決めされている。
セグメントIIの向かい合わせに位置するリム5,10,75が少なくとも1つの対応する溝26を具備しており、当該溝には、それぞれの隣接するセグメントの舌片25が係合している。溝26はそれぞれの舌片25を補完し(相補形であり)、やはりリング部分1,6,71の略半分の厚さのところに位置決めされている。その設置位置では、舌片25は溝26の側壁及び底面に面で(areally)当接している。それぞれの隣接するセグメントの2つのリム4,9,74及びリム5,10,75により形成される結合エリア15,16,85は非常に薄い層設計を有している。リム4,9,74とリム5,10,75の間では、接着剤が結合エリア15,16,85に導入される。
本発明に関連して、舌片25は突出した形状フィット部分であり、溝26はリム4,9,74及びリム5,10,75における少なくとも略相補形の凹所である。
結合したリング1,6,71の外側サイド及び内側サイドに隙間が形成されないようにセグメントI,IIのリング部分1,6,71が互いに当接するように、舌片25及び溝26は設計されている。
完全を期するために、リム4,9,74及びリム5,10,75に関する特徴「溝」と「舌片」の切り替えもまた本発明の主旨の範囲内であり、図9〜11,14,26に従う実施形態にも同様に適用できることを付言しておく。
図9に従う例示の実施形態では、舌片25は、溝26の側壁及び底面に対して最小の間隔を有するように設計されている。このようにして、結合エリア15,16,85に、粘性のある接着性媒体28が導入される自由空間27が形成される。この実施形態では、完全に又は部分的に接着剤28を充填された自由空間27のために、結合エリア15,16,85はしたがってさらに分厚い構成を有する。この接着剤は2つのセグメントI,IIを結合する前に溝26に導入できる。構造的には、セグメントI,IIの結合の完了後に存在する自由空間27の大きさはストッパ98により保証される。すなわち、少なくともストッパ98の領域にセグメントのリング4,9,74と5,10,75との直接接触が創出されるまで、セグメントI,IIは互いに向かって移動される。それに代えて、2つのセグメントI,IIを結合した後で、接着剤を自由空間27に図面と垂直に導入することも可能である。
図8及び9に従う両方の前述した実施形態では、接着剤がストッパ98の領域にも塗布されると望ましく、それにより接触しているセグメントI,IIが大きい表面積にわたって対応する接着剤によって互いに固定的に連結される。
図10は、リム4,9,74及び5,10,75によって互いに接触しているセグメントI,IIの連結がリング部分1,6,71の内側サイド30又は外側サイド31の領域でより直線的な溶接接続によって実現されている舌片及び溝連結を示している。当該溶接接続は溶接ビード29によって図解されている。当該溶接接続は溝26の外側の領域に与えられ、それにより、セグメントI,IIがストッパ98の領域で溝26の外側に位置する端面によって互いに接触している。加えて、舌片25は、図8,9に関連して上で述べたように溝26に接着されてもよい。
図11に従う実施形態では、セグメントI,IIのリム4,9,74及び5,10,75は段を付けられている。それぞれのセグメントリム4,9,74及び5,10,75は、断面で見て、突出した形状フィット部分25と、隣接するセグメントの当該形状フィット部分25と相補形の凹所26とから成る。2つのリム4,9,74及び5,10,75の段付き構成は互いに相補形に具体化され、それで結合エリア15,16,85におけるセグメントI,IIが互いに面で(areally)当接している。
結合エリア15,16,85は、断面で見て、リング部分1,6,71の内側サイド30及び外側サイド31に垂直に隣接する端面領域32,33を有し、壁領域34により互いに連結している。壁領域は、セグメントI,IIの内側サイド30及び外側サイド31に対して最小の角度で傾いて延在すると有利である。傾斜して位置決めされた壁領域34は隣接するセグメントI,IIの結合を促進させる。有利には、端面領域32,33と壁領域34の間の移行部は、ひびの形成を避けるために丸みを帯びている。
2つのセグメントI,IIが結合エリア15,16,85にて互いに確実に面で接着されるように、端面領域32,33と壁領域34には接着剤が塗布される。結合エリア15,16,85の段付き構成は有利にはそれらの全長にわたって設けられる。
結合エリア15,16,85の段付き構成はまた、ファンホイールを製造する際の、簡単で問題の無い結合工程を可能にする。
図26に従う実施形態では、結合エリア15,16,85が断面で見てリング部分1,6,71の内側サイド30又は外側サイド31と、90°より著しく小さい、有利には70°〜30°の鋭角β又はβを画定する点で、結合面拡大効果が実現される。結合エリア15,16,85が断面で見て直線であるとき、β又はβは略同じ値を有する。しかし、結合エリア15,16,85は断面で見て湾曲形状に延び、それにより2つの角度β又はβの値が互いに著しく異なってもよい。
特に図8,11,25,26に従う断面構成は、セグメントI,IIが面の溶接接続によって互いに連結される実施形態に対して卓越して適している。図14を用いて、特にレーザー溶接、摩擦圧接、振動溶接、熱風溶接又は誘導溶接による溶接接続に適している、図8に似た舌片及び溝連結の有利な構成を説明する。
リング部分1,6,71は、約3mm〜約12mmの範囲の壁厚Dを有する。有利な範囲は約4mm〜約8mmである。特に好ましい壁厚Dは約6mmである。溝26は、約(0.7〜2.5)・Dの範囲の深さtを有する。有利には、溝深さは壁厚Dの約2倍である。
舌片25はその断面においてその自由端35に向かう方向に先細っている。このようにして、舌片25は結合工程の間自動センタリングする。さらに、この断面の先細りは強度の点で有利である。自由端35の近くで、舌片25は厚さd2を有する一方、ストッパ98の近くではより大きい厚さd1を有する。舌片25はその側壁により溝26の側壁に対して面で位置決めされている。舌片25の端面35は溝26の底部36に対して最小の間隔を有する。これにより、舌片25のフランク39,40が溝に面で当接し、またリング部分1,6,71の内側サイド30又は外側サイド31において隙間が作られないように、2つのセグメントI,IIが結合されることが保証される。
舌片25の断面の先細りのために、ストッパ98の領域で始まる溝の自由端から見て、溝26を取り囲むリング部分1,6,71の領域37,38の断面は絶え間なく(一定に)増大している。断面厚さd2の領域では、舌片25は最小限にしか荷重を掛けられないが、セグメントIIの溝の取り囲み領域37,38は大きな荷重を受ける。ゆえに対応する厚い領域37,38はこの荷重を安全に吸収できる。
他方で、断面領域d1では、舌片25は強く荷重をかけられ、それによりセグメントIIの溝の取り囲み領域37,38は対応的に弱くなるように設計されてもよい。
舌片25の2つのフランク39,40の間の楔角度は有利には約0.5°〜約8°である。
舌片25の2つのフランク39,40とストッパ98の間の移行部は、セグメントIにおいてアールR1により丸みを付けられている。このアールR1は有利には約(0.05〜0.3)・Dになる。結合工程の間のR1の領域でのセグメントI及びIIの早すぎる衝突を避けるために、セグメントIIでの補完的なアールR1のために同じ値又は最小限に大きい値が選択されてもよい。このようにして、R1の領域では、非常に小さい隙間(図14には示さず)が場合によっては創出される。
しかしながら、フランク39,40とストッパ98の間のこの移行部をバイオニックに(生体工学的に)、すなわちこの移行領域に絶え間ないアールを与えないように設計すると有利である。有利には、ストッパ98における曲率半径が小さく、フランク39,40に向かう方向に連続的に増大するように、移行部の曲率コースは設計される。移行部のバイオニック構成は、舌片25からセグメントIのリング部分1,6,71への力の流れに関して、ひびの形成が回避されるようにそれが設計されるという利点を有する。
溝26の側壁から溝26の底面サイド36への移行部はアールR2により丸みを付けられている。それは有利には約(0.05〜0.3)・Dである。力の流れを最適に保証できるように、移行領域における丸みを付けられた部分は特にバイオニックに設計されると有利であり、すなわち、絶え間ないアールは与えられない。このようにして、この丸みを付けられた移行部はファンホイールの使用時に生じる荷重に最適に調和でき、どんな場合でもひびの形成が回避される。有利には、溝の底部36における曲率半径が小さく、フランク39,40の方向に一定に(in a pacing fashion)連続的により大きくなるように、移行部の曲率コースは設計される。
完全に結合した状態では、すなわち、セグメントI及びIIがストッパ98で互いに当接した時、フランク39,40の領域では、結合工程におけるセグメントI及びIIの圧縮のために、有利にはプリテンションが既に存在している。このようにして、結合後の舌片25のフランク39,40及び溝26の対応するフランクが隙間無く互いに接触している。
セグメントI及びIIが結合エリア15,16,85においてレーザー溶接で互いに結合されるとき、有利な実施形態では結合工程の前に、レーザー吸収液がリム4,9,74及び/又は5,10,75に塗布される。結合後、溶接工程の間、使用されるレーザー光を透過させるリング部分1,6,71の特別に使用された材料を貫通するレーザー光がこの領域で熱に変換され、それで隣接する材料が解け、材料溶融によって結合する。吸収液はレーザー光の一部しか吸収せず、又は溶接工程のためにそれ自体レーザー透過性になるので、舌片25の両方のフランク39及び40の領域において同時に単一のレーザー光源により溶接することが可能である。
単一のレーザー光源により溶接を舌片25の両方のフランク39及び40の領域において同時に実施するとき、両方のフランク39及び40に、レーザー光を異なって吸収する液体をそれぞれ塗布すると有利である。その際、レーザー光に近接するフランク39には、レーザー光をあまり強く吸収しない液体が塗布される一方、レーザー光から離れたフランク40には、レーザー光をより強く吸収する液体が塗布される。このようにして、フランク39,40に対してより一様な溶接工程が調節される。
このような溶接工程が実施されるとき、有利には、溶接のために使用されるレーザーをかなり透過させる特別なプラスチック材料がセグメントI〜VII用の材料として使用される。有利な実施形態では、セグメントI〜VIIは、特にそれらのリム4,9,74及び5,10,75の領域並びにそれらの隣接する環境において、射出成形工程後に切削により加工されない、というのもさもなければその表面が並外れてレーザー光吸収特性、レーザー光反射特性及び/又はレーザー光散乱特性を有するからである。溶接すべき箇所に、実質的にはリム4,9,74及び/又は5,10,75に、レーザー光を吸収する特別な液体が溶接工程前に前述した方法で塗布される。それにより、レーザー光のエネルギーが正確に所望の箇所で熱に変換され、それでこの領域でプラスチック材料が局所的に溶けることが保証される。このレーザー技術により、内側サイド30及び外側サイド31の領域におけるリング1,6,71の外側表面だけでなく、ファンホイールの材料の結合エリア15,16,85の内側領域にも溶接を実施することが可能となる。
有利な実施形態では、セグメントI〜VIIは、結合エリア15,16,85の隣接する環境にある内側サイド30及び/又は外側サイド31の領域に特に滑らかな表面を有する。これは、例えば射出成形工具の対応する領域を研磨することで実現できる。このようにして、表面は、さらに少ない程度でレーザー光吸収特性、レーザー光反射特性及び/又はレーザー光散乱特性を有する。これは、レーザー光を結合エリア15,16,85に導入するときにレーザー溶接工程の有利な効果を有する。
図14に従う実施形態と同様に設計された図27aを用いて、隣接するセグメントI及びIIの間の舌片及び溝連結の有利な構成を説明する。図27aに従う実施形態は、2つのセグメントI,II間のレーザー溶接接続に特に適する。セグメントIは形状フィット部分として舌片25を有し、リング部分1,6,71の上部サイド30に面する舌片のフランク39は、セグメントIIのリング部分1,6,71における溝26の側壁に固定的に溶接される。この構成は、例えば使用されるプラスチック材料が十分なレーザー光透過性を有しないために、レーザー光源から離れた舌片25のフランク40での溶接が可能でないとき又は困難であるときに有利である。これは、フランク40に、溶接接続がレーザー溶接によって実現できない又は弱く担持された溶接接続しか実現できないという結果をもたらす。ゆえに、力伝達の大部分が又は完全な力伝達さえフランク39によって生じる。
この理由のため、フランク39は反対側に位置するフランク40より大きい表面を備えている。これは、図8〜10,14に従う実施形態と対照的に、舌片25が対称的な断面を有さずに、非対称の断面を有するという結果をもたらす。これは、2つのセグメントI及びII間での非対称な力伝達を生じる。舌片25の非対称な断面構成は、舌片25のどちらかのサイドに位置決めされるセグメントIIのリング部分1,6,71の領域37,38が図27aに従う断面に見られるように非対称に設計されるという結果をもたらす。力伝達の大部分が又は完全な力伝達が、より大きいフランク39に属する領域37を介して生じる。この理由のため、この領域37は、セグメントの厚さ方向と横断方向に測定して、領域37より著しく短い反対側に位置する領域38より著しく大きい厚さを有する。
舌片25は溝26と協働して、ファンホイールに結合する際のセグメントI及びIIの自己センタリングの機能を果たす。2つのフランク39,40の間の楔角度のために、溶接のために必要な圧縮力が結合時にフランク39の領域で実現される。他の点では、図14に従う実施形態に関して行った説明がこの実施形態にも当てはまる。
フランク39はストッパ98と鈍角で接合するのに対して、フランク40はセグメントI又はそのリング部分1,6,71のストッパ98’に対して略直角に位置決めされている。舌片25の非対称な断面構成のために、2つのストッパ98,98’は、図27aに示すように、セグメントI,IIの厚さ方向と横断方向に互いに互い違いに(ずれて)配置されている。結合時には、セグメントI及びIIは、ストッパ98,98’の領域で互いに接触するまで互いに向かって動かされる。ストッパ98,98’の領域には、接着剤が与えられてもよい。結合されたセグメントI,IIがレーザー溶接だけでなく接着接続によっても互いに固定的に連結される。ストッパ98,98’はそれぞれ、セグメントIの上部サイド30及び底部サイド31に直角に接合する。セグメントIIにおける凹所としての溝26は舌片25と略相補形であり、それにより、差し込まれた(plugged-in)セグメントI,IIは確実な方法で互いに固定的に連結される。またこのようにして、適切な力伝達が保証される。
セグメントIのストッパ98,98’は、セグメントIIの対応するカウンタストッパによって結合エリア15,16,85を形成する。
図27bは、図27aと同様の構成の舌片及び溝連結を示す。この連結もまたレーザー溶接接続に特に適している。主に力を伝達している舌片25のフランク39の表面積及び主に力を伝達している領域37を拡大するために、その壁厚は、結合エリア15,16,85の領域においてこの結合エリアの外側の領域よりも大きい。この目的のために、セグメントIのリング部分1,6,71の底部サイド31は湾曲構造によって設計されるのに対して、上部サイド30は平坦に延在している。
同様にして、結合エリアにおけるセグメントIIのリング部分1,6,71の底部サイド31も湾曲構造を具備しており、それにより結合エリアでの壁厚が増大する。結合エリアの外側の領域では、セグメントI,IIは壁厚Dを有する。結合エリアの内側では、セグメントI,IIの壁厚Dmaxは結合エリアの外側の領域での壁厚Dよりも大きい。有利には、壁厚Dmaxは壁厚Dの1.05〜1.2倍である。
結合工程の間、センタリングし接触圧を適用するためにのみ機能するセグメントIIの領域38は、底部サイド31の残りのコースを通って突出する。
舌片及び溝連結の前述した構成により、圧力又は力が結合エリア15,16,85において上部サイド30に片側だけ加えられる点で、結合工程における舌片25のフランク39への接触圧を増大させることが可能となる。このようにして、セグメントI,IIが結合エリア15,16,85から離れてクランプされる。
他の点では、この実施形態は図27aに従う実施形態と同じ構成を有する。ゆえに、図14及び図27aに従う実施形態に関する説明が同様に図27bに従う実施形態にも当てはまる。
図12は、ファンホイールを製造するためのセグメントの別な実施形態を斜視図にて示す。図12は、前述したセグメントの主要な構成を示す。一部品として具体化された当該セグメントは、カバーリング部分1とハブリング部分6の間に延在する羽根11を有する。カバーリング部分1は、平面図で見て、湾曲した外側リム2及び湾曲した内側リム3を有する。この実施形態では、外側リム2は、カバーリング部分1の周方向長さにわたって延在する曲げ部(L形部)41を具備している。
内側リム3が外側リム2よりハブリング部分6に対して大きい軸方向間隔を有するように、カバーリング部分1は曲げ部41に対して間隔を置いて上方に湾曲している。カバーリング部分1は2つのリム4,5を有する。
ハブリング部分6は、湾曲した外側リム7と湾曲した内側リム8を有する。それらの2つの端部では、リム7,8はリム9,10によって互いに連結している。外側リム7の領域では、ハブリング部分6はカバーリング部分1とは反対側に僅かに曲げられている。他の点では、ハブリング部分6は平坦な構造を有する。
リム4,9は、図8〜10,14に関連して既に記載したように、舌片25を具備している。対応的に、リム5,10は溝26を具備している。舌片25は切欠42により遮断されており、溝26も切欠42と相補形の領域43により遮断されている。相補形の切欠及び領域42,43は、結合が容易になるように設計される。結合状態では、切欠42及び領域43は結合エリア15,16の長手方向の付加的な形状フィットを与える。これに関連して、切欠及び領域42,43はまた、それらの傾斜して先細る形状のために、隣接するセグメントが結合の間互いに対して正しく位置決めされること(センタリング作用)を可能にする。
セグメントへの平面図で見て、それは−リム4,9,74及び5,10,75の構成を除いて−図2に従うセグメントと同じ外形を有する。よって、カバーリング部分1及びハブリング部分6のリムの配置に関して、そこで行った説明を参照されたい。
図22は、セグメントリム4,9,74の部分を側方平面図及び拡大図で示す。この実施形態では、リム4,9,74に舌片25が備えられ、それらの断面は図8〜10,14に関連して記載したものと同様に設計できる。リム4,9,74に沿って、舌片25間の遮断部44が略一定間隔で存在する。隣接するセグメントの溝(不図示)は、この場合連続的に、すなわち遮断部無しに設計されてもよい。これら遮断部によって実現される技術的利点は、リング部分1,6,71と横断方向の最小の変位に関する舌片25の可撓性がより大きくなり、それが結合の間のリング部分1,6,71に対する横断方向における公差の補償のために有利であることである。長手方向における2つの遮断部44の間隔aは有利には、舌片深さtの0.5〜5倍である。隣接する舌片25の間の切欠の基部には、有利には、2つの隣接する舌片25の間のアール部分(rounded portion)が設けられる。それは完全なアール部分でもよいが、バイオニックな部分、すなわち連続的でない(non-constant)半径により設計されてもよい。
最後に図13は、ラジアルファンホイールの半分を軸方向の断面で示している。それは、その外周の周りに延在する3つのストラップ54〜56により強化されている。ストラップは有利には、プリテンションを用いてファンホイールに適用される。プリテンションは約10N〜約10kN、好ましくはストラップの断面積で約10〜100N/mmである。
本実施形態では、ファンホイールは3つのストラップ54〜56を有している。ファンホイールの大きさに依存して、1つのみ、2つの又は3つ以上のストラップが設けられてもよい。ストラップの数は1〜10であってもよい。ストラップ54〜56のために、好ましくは、ポリアミド(PA6,PA66,PA66/6,PAPA,PPA,PA4.6,PA12)、ポリエステル(PBT,PET)、ポリプロピレン(PP)、PPS,PES,PESU,PEEK,ABS,PC,ASAなどの熱可塑性材料が使用される。好ましくは、ポリアミド、ポリプロピレン又はポリエステルがストラップ用の材料として使用される。
ストラップ54〜56のために、エポキシ樹脂、尿素樹脂又はフェノール樹脂などの熱硬化性樹脂もまた使用できる。好ましくは、熱硬化性樹脂として、エポキシ又はフェノール樹脂システムが使用される。
ストラップ54〜56は、熱可塑性材料からなるか熱硬化性樹脂からなるかにかかわらず、有利には繊維によって強化される。強化繊維として、ガラス、カーボン、アラミド、熱可塑性材料(PET,PA)又は天然繊維(例えば、亜麻、麻、サイザル麻、ジュート又はココナッツ繊維)が考えられる。
当該繊維は好ましくは、簡単かつ安価に製造できる連続繊維である。当該繊維はストラップ54〜56のプラスチック材料に問題なく導入できる。
ストラップ54〜56はファンホイールの外周の周りに延在し、そこに適切な方法で取り付けられる。ストラップ54〜56は例えば溶接によってファンホイールに接続されてもよい。溶接工程のために、ダイオードレーザーや他のレーザー装置も使用できる。セグメントが実質的にレーザー透過材料から製造される場合、有利な実施形態では、レーザー吸収液が、溶接により接続されるストラップ54〜56の領域にレーザー溶接の前に塗布される。超音波溶接もまた溶接のために使用できる。やはり、周方向の摩擦によってストラップとファンホイールの固定した接続を創出することが可能である。
ストラップ54〜56をファンホイールに接続するための更なる可能性として、接着方法も考えられる。接着剤として、ポリウレタン、アクリル酸、メタクリル酸塩又はシリコンなどの1成分又は2成分の接着剤又は溶剤装置が考えられる。
ストラップ54〜56とファンホイールの接続は、巻き付け後に硬化する硬化性の熱硬化性樹脂がストラップに巻き付けられることで実現されてもよい。このようにして、それぞれのストラップ54〜56とファンホイールとの安全で固定した接続が達成される。
図示の実施形態では、カバーリング1が、その外側リム2に沿って、ストラップ55の位置している周方向に延びる溝57を具備している。したがって、溝57はカバーリング1の外径上に存在する。
カバーリング1の内径上には、やはり、ストラップ54を受容する周方向に延びる溝58がある。
ハブリング6は、その外径上に、ストラップ56用の周方向に延びる溝59を具備している。
全ての溝57〜59はファンホイールの周方向に開口している。これにより、ストラップ54〜56は溝57〜59に容易に挿入することができる。溝57〜59はセグメントI〜VIIの射出成形の間既に与えられてもよい。これらセグメントの各々は、そのカバーリング部分1又はハブリング部分6に、セグメントI〜VIIの結合の際にファンホイールの外周の周りに延びるリング溝を形成する対応するリング溝部分を有する。
溝の側壁は軸方向にストラップ54〜56をガイドし、そのためストラップはファンホイールから滑り落ちない。
ストラップ54〜56はファンホイールの外周の周りに複数回巻き付けられてもよい。有利には、溝57〜59がストラップで完全に充填されるように、ストラップ54〜56はファンホイールの外周の周りに多数回巻き付けられる。
しかしながら、原則として、それぞれのストラップ54〜56がファンホイールの外周の周りに1回だけ巻き付けられ、ストラップの2つの端部が互いに重複すれば十分である。重複は、外周の最大20%まででストラップ幅の少なくとも10倍であると有利である。このような構成のために、それぞれのストラップ54〜56が溝の幅に対応する幅を有すると有利である。
ストラップ54〜56によって、セグメントI〜VIIは共に固定的に保持され、高い荷重でも、例えばファンホイールの高い回転速度及び大きい直径でも、セグメントが互いから外れる恐れがない。
ファンホイールが前述した連続繊維強化ストラップ54〜56を具備する場合、ファンホイールはより高い回転制限速度で作動できる。
ストラップは、複数のセグメントから作られずに一部品構成から成るファンホイールに設けられてもよい。このようなファンホイールでは、有利にはファンホイールにプリテンションを適用されたストラップ54〜56もまた、特にファンホイールの回転制限速度を増大させる点に関して有利な効果を有する。
ストラップ54〜56における繊維の割合は有利には、10〜65容量%、好ましくは25〜60重量%である。
また、軸流ファンホイール、ダイアゴナルファンホイール又はステータは有利には、前述した方法で、カバーリング1及び/又はハブリング6及び/又は中間リング76上のストラップ54〜56によって強化されてもよい。
複数のセグメントから製造されたファンホイールでは、溶接線の発現は、それらが完全なホイールの射出成形の間に不可避的に生じるので、完全に回避できる。個々のセグメントの、特に1つの羽根11のみ有するセグメントの射出成形は、溶接線を生成せずに設計できる。したがって、制御するのが困難であるこの弱点はセグメントから結合されるファンホイールに対して回避できる。接着又は溶接接続により実現される結合エリア15,16,85の強度は本発明の前述した要素によって達成できる。
複数のセグメントはそれぞれ、組み立て工程においてそれらが同一又は類似の移動によってそれぞれに結合されるように設計される。図15では、セグメントI〜VIIは左の図解で初期状態にて示されている。各々のセグメントの移動矢印が、それらが同じ結合移動を実行することを示している。このようにして、組み立て工程は著しく単純化され、促進される。しかしながら、この種の結合は、図3に例示の態様で示すように、それらのリム4,9,74;5,10,75にて周方向の形状フィットを達成する突出した形状フィット要素を有しないセグメントに対してのみ可能である。この場合、セグメントは、突起18及び切欠17のために軸方向に結合されなければならない。この場合、セグメントの共通の移動方向は軸方向移動であってもよい。
結合工程後のファンホイールは切削によって後処理されてもよい。これは、例えばファンホイールの或る領域において高い循環精度(true-running accuracy)が必要な時に重要である。これは、例えばストラップ54〜56用の溝57〜59(図13)のために役立つ。また、後処理は、例えばカバーリング1又はハブリング6のセンタリング径及び外径に関して必要とされる。また、溝57〜59はセグメントI〜VIIに初めに備えられなくてもよく、セグメントの結合後に切削により導入されてもよい。
1,6,71 リング部分
,6,71 リング
4,9,74 リム
5,10,75 リム
11 羽根
15,16,85 結合エリア
25,25,18 形状フィット部分
26,26,17 凹所
I〜VII セグメント

Claims (21)

  1. 少なくとも1つのリング(1,6,71)により周方向に互いに連結された、外周周りに分配配置された複数の羽根(11)を有するファンホイールであって、
    前記ファンホイールはそれぞれ一部品として具体化された少なくとも3つのセグメント(I〜VII)から成り、
    前記セグメントはそれぞれ、少なくとも1つのリング(1,6,71)の少なくとも1つのリング部分(1,6,71)と、羽根(11)又は羽根(11)の少なくとも部分(11a,11b)とを有し、ファンホイールに結合され、
    少なくとも前記リング部分又は複数の前記リング部分(1,6,71)が、ファンホイールの周方向に対して交差方向に位置決めされて結合エリア(15,16,85)を形成するリム(4,9,74及び5,10,75)によって互いに接触しているファンホイールにおいて、
    それぞれのセグメント(I〜VII)のリング部分(1,6,71)の少なくとも1つのリム(4,9,74及び5,10,75)が、少なくとも1つの突出した形状フィット部分(25,25,18)を具備しており、それぞれのセグメント(I〜VII)のリング部分(1,6,71)の少なくとも1つのリム(4,9,74及び5,10,75)が、前記形状フィット部分(25,25,18)と略相補形の少なくとも1つの凹所(26,26,17)を具備しており、
    前記形状フィット部分(25,25,18)がその自由端の方向に先細り、
    前記形状フィット部分(25,25,18)の少なくとも1つの側面(39,40)の、前記リング部分(1,6,71)の前記リム(4,9,74及び5,10,75)への移行部は湾曲しており、
    前記凹所(26,26,17)を画定するリム(37,38)がそれらの自由端に向かう方向に先細り、
    前記ファンホイールは少なくとも1つのハブリング(6 )を有し、該ハブリングは、それらのハブリングに関連する端部(96)にて前記羽根(11)を互いに周方向に連結し、該ハブリング上で前記ファンホイールは駆動モータに連結されることを特徴とするファンホイール。
  2. 前記凹所が、前記リング部分(1,6,71)の上部サイド(30)及び底部サイド(31)の間の領域に溝(26)として配置される、ことを特徴とする請求項1に記載のファンホイール。
  3. 前記凹所(26,26,17)が(0.7〜2.5)・Dの範囲の深さ(t)を有し、ここでDは前記リング部分(1,6,71)の壁厚である、ことを特徴とする請求項1又は2に記載のファンホイール。
  4. 前記形状フィット部分(25,25,18)の少なくとも1つの側面(39,40)の、前記リング部分(1,6,71)の前記リム(4,9,74及び5,10,75)への移行部は、前記リング部分(1,6,71)の壁厚(D)の0.05〜0.3倍になるアール(R1)で実現される、ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のファンホイール。
  5. 溝(26)として具体化された凹所の側壁と、前記リング部分(1,6,71)の上部サイド(30)及び底部サイド(31)との間の領域(37,38)は略同じ厚さを有する、ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のファンホイール。
  6. 舌片(25)として具体化された形状フィット部分の一方の側面(39,40)が他方の側面より大きい、ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のファンホイール。
  7. 前記凹所(26,26,17)の領域における前記リング部分(1,6,71)の壁厚(Dmax)が、前記凹所の外側の領域における壁厚(D)より大きい、ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のファンホイール。
  8. 前記ファンホイールは少なくとも1つのカバーリング(1)を有し、該カバーリングは、それらのカバーリングに関連する端部(91)にて前記羽根(11)を互いに周方向に連結する、ことを特徴とする請求項1〜のいずれか一項に記載のファンホイール。
  9. 前記ハブリング(6)及び前記カバーリング(1)は互いにずれて配置され、前記羽根(11)は前記ハブリング(6)及び前記カバーリング(1)の間に延在する、ことを特徴とする請求項に記載のファンホイール。
  10. 前記ファンホイールは少なくとも1つの中間リング(71)を有し、該中間リングは前記羽根(11)を互いに周方向に連結し、それらの側方端部(96,91)の間の領域で前記羽根に連結し、
    前記セグメント(I〜VII)はそれぞれ少なくとも1つの中間リング部分(71)を有する、ことを特徴とする請求項1〜のいずれか一項に記載のファンホイール。
  11. 前記セグメント(I〜VII)は少なくとも略同一に具体化される、ことを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載のファンホイール。
  12. 前記セグメント(I〜VII)は射出成形部品である、ことを特徴とする請求項1〜11のいずれか一項に記載のファンホイール。
  13. 前記リング部分(1,6,71)の前記リム(4,9,74;5,10,75)は、一致して互いに実質的に接触しており、隣接するセグメント(I〜VII)が面で互いに接触している結合エリア(15,16,85)を形成する、ことを特徴とする請求項1〜12のいずれか一項に記載のファンホイール。
  14. 隣接するセグメント(I〜VII)が、結合エリア(15,16,85)にて接着及び/又は溶接により互いに接触している、ことを特徴とする請求項1〜13のいずれか一項に記載のファンホイール。
  15. 前記羽根(11)の流出側端部(12)及び流入側端部(13)は前記結合エリア(15,16)に対して間隔を有する、ことを特徴とする請求項1〜14のいずれか一項に記載のファンホイール。
  16. 少なくとも1つの強化ストラップ(54〜56)が、ファンホイールの少なくとも1つのリング(1,6,71)に巻き付けられる、ことを特徴とする請求項1〜15のいずれか一項に記載のファンホイール。
  17. 前記強化ストラップ(54〜56)が熱可塑性材料又は熱硬化性樹脂からなる、ことを特徴とする請求項16に記載のファンホイール。
  18. 前記強化ストラップ(54〜56)は強化部品を有する、ことを特徴とする請求項16又は17に記載のファンホイール。
  19. 前記強化ストラップ(54〜56)は連続強化繊維を有する、ことを特徴とする請求項18に記載のファンホイール。
  20. 前記強化ストラップ(54〜56)は、溶接又は接着によりファンホイールの1つのリング(1,6,71)に固着される、ことを特徴とする請求項16〜19のいずれか一項に記載のファンホイール。
  21. 前記ファンホイールの少なくとも1つのリング(1,6,71)が、前記強化ストラップ(54〜56)を受容するための、少なくとも1つの周方向に延びる溝(57〜59)を具備している、ことを特徴とする請求項16〜20のいずれか一項に記載のファンホイール。
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