WO2013131641A2 - Axialventilator - Google Patents

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WO2013131641A2
WO2013131641A2 PCT/EP2013/000649 EP2013000649W WO2013131641A2 WO 2013131641 A2 WO2013131641 A2 WO 2013131641A2 EP 2013000649 W EP2013000649 W EP 2013000649W WO 2013131641 A2 WO2013131641 A2 WO 2013131641A2
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motor
fan blades
impeller
axial
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Omar Sadi
Andreas Gross
Lothar Ernemann
Frieder Lörcher
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Ziehl-Abegg Ag
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    • Y10T29/49336—Blade making

Definitions

  • the invention relates to an axial fan according to the preamble of claim 1 or 8 and 20, respectively.
  • Axial fans are used for a wide variety of applications. Although the axial fans have a sufficient overall efficiency and a low flow resistance, there are more and more applications in which even higher demands on the overall efficiency and / or the flow resistance are made.
  • axial fans known (DE 25 29 541 B2), in which the motor is mounted on a suspension on the housing.
  • the suspension is formed by radially extending struts extending between a stator hub and the housing.
  • the struts are arranged approximately upright in the flow direction of the air and curved over its height. Since the struts are formed continuously over their length and height, the flow resistance is still too high.
  • the struts also lead to an increase in weight of the axial fan and contribute to a noise generation during operation of the axial fan.
  • the motor is fixed by means of webs on the housing.
  • the webs are also formed continuously and extend transversely to the flow direction of the air, resulting in a high flow resistance and a corresponding weight of the axial fan and a loud operating noise.
  • Axial fans are also known (DE 10 2011 015 784 A1), in which the motor is connected to the housing via approximately radially extending struts.
  • CONFIRMATION COPY - - that is.
  • the struts are designed as Nachleiteriel and arranged approximately upright. They are also solid throughout.
  • the motor is connected to the housing via radially extending struts.
  • the struts are widened.
  • the struts also lead to a high flow resistance, a high weight of the axial fan and a noise during operation of the axial fan.
  • axial fans are known (EP 0 259 061 A2), in which the motor is connected to the housing via L-shaped struts.
  • the invention has the object of providing the generic axial fan in such a way that it has a high overall efficiency and only a low flow resistance.
  • the axial fan should have only low weight, can be produced inexpensively and generate little noise especially in operation.
  • the axial fan according to the invention according to claim 1 is characterized in that at least a part of the strut part is provided over a part of its length with at least one recess. Through the recess, the flow resistance is minimized by the strut member. Shape and / or size and / or position of the recess can be adapted to the operating conditions of the axial fan, so that depending on the application, the optimum flow resistance can be adjusted.
  • the recess in the strut part causes the weight of the axial fan is kept low. The more strut parts are used as suspension, the greater the weight reduction of the axial fan in the - - Equal to axial fans with over the length and height continuously formed struts.
  • the noise generation of the axial fan according to the invention is greatly reduced, because the size of vortex-affected detachment areas is greatly reduced due to the recess. Since the strut part is also arranged approximately upright in the flowing air, the flow resistance can be minimized in interaction with the size and / or shape and / or position of the recess.
  • the strut part is formed by a sheet metal part.
  • the use of sheet metal leads to low production costs of the axial fan. If necessary, the sheet metal part can be easily deformed if required for installation. It is easy to assemble and disassemble. In particular, it is not necessary to weld this sheet metal part at its ends, but it can be screwed with its ends to the corresponding components of the axial fan, riveted or the like .. Be.
  • the recess, if the strut part is made of sheet metal can be very easily produced by punching.
  • the recess bounding limbs of the strut part are advantageously carried out in a width which corresponds approximately to 3 to 15 times the flat material thickness, preferably 5 times the flat material thickness.
  • the recess in the strut part can be formed in an advantageous manner by providing a corresponding opening in the flat material, which is punched out particularly in the case of sheet metal.
  • the recess in the strut part is designed so that at least protrudes from one edge of the recess at least one support member.
  • the support member is formed, which projects from the strut member and is advantageously formed integrally with it.
  • the strut member can be provided with one or more support members, which also substantially increase the stability of the strut member and thus also of the entire axial fan.
  • both recesses may be provided with such a transversely projecting support member and recesses with a peripheral edge.
  • the axial fan according to the invention can have a plurality of strut parts, which can be provided in rotationally symmetrical and / or mirror-symmetrical arrangement. In this way, the motor can be optimally supported on the housing.
  • a pot can be provided for receiving the motor, to which the inner end of the strut part is attached.
  • This pot can be cylindrical or tubular or square depending on the design of the axial fan and / or the motor. It is also possible to make the pot U-shaped so that it has no circumferential wall. The motor can then be mounted in the U-shaped pot in a suitable manner. Even on such a designed pot, the strut parts can be easily mounted.
  • the axial fan according to the invention according to claim 8 is designed so that the suspension of the engine is formed by guide vanes, which are located in the flow direction of the air behind the impeller.
  • the engine mount thus has the function of a Nachleitrades, with which an additional increase in efficiency is achieved.
  • This axial fan is characterized by a very high overall efficiency, because the fan blades at the hub of the impeller have a chord length to blade height ratio in the range of about 0.5 to about 0.65, preferably about 0.57.
  • the vanes are advantageously curved over their height so that the flow resistance is minimal. In conjunction with the ratio of chord length to blade height, the axial fan can be designed with a very high efficiency with minimum flow resistance.
  • the guide vanes advantageously extend from an inner tube of the axial fan.
  • This inner tube is coaxial with the housing and is connected by the vanes with him.
  • a mounting flange for the engine is provided in the inner tube. It can be partially inserted into the inner tube and fastened to the mounting flange.
  • the fan blades are formed wound.
  • the fan blades are adjustable about an axis transverse to the axis of rotation of the impeller. As a result, the step angle of the fan blades can be adjusted to improve the efficiency.
  • a further improvement in the overall efficiency is advantageously obtained when the fan blades have at their free end a chord length to blade height ratio in the range of about 0.75 to about 0.90, preferably about 0.84.
  • the impeller has a hub ratio of about 0.2 to about 0.6, preferably about 0.45. Also, this hub ratio, especially in conjunction with the ratios of chord length to leaf height of the fan blades, contributes to the high overall efficiency of the axial fan. - -
  • the trailing edge of the fan blades is convexly curved and the front edge is sickle-shaped.
  • the axial fan according to the invention according to claim 20 is characterized in that are used for the fan blades substantially the same wing blanks. They are brought by trimming to the respective outer diameter and / or provided with a contour. The wing blanks are thus not only trimmed to a cylinder cut, but they can also be given a special contour, which is tuned to the respective outer diameter and the respective stagger angle of the fan blades. This creates a very high flexibility
  • different outer diameters can also be achieved by using substantially identical wing blanks which are mounted on hub bodies of correspondingly different diameters. - -
  • wing blanks which are already provided with a Wingletrohling. It can be used to produce the optimum winglet for the respective axial fan.
  • FIG. 1 is a perspective view of a first embodiment of an axial fan according to the invention
  • FIG. 2 is a side view of the axial fan of FIG. 1,
  • FIG. 6 shows in perspective illustrations further embodiments of strut parts of the axial fan according to the invention
  • Fig. 8 in a perspective view different embodiments of
  • FIG. 10 shows various embodiments of blade blanks for producing the fan blades of the axial fan according to the invention and fan blades made therefrom of the axial fan according to the invention with winglet contours.
  • the axial fans according to FIGS. 1 to 4 are characterized by high efficiency and a flow-optimized motor suspension, which contributes significantly to high efficiency.
  • the axial fan has a fluidically optimized impeller with a special geometry to be described and a high impeller efficiency.
  • For the axial fan drive motors are used with high motor efficiency, for example, three-phase internal rotor motors or electronically commutated external rotor motors.
  • the axial fans are characterized according to FIGS. 1 to 4 by flow-optimized engine mounts.
  • the axial fan according to FIGS. 1 and 2 has a motor 1, which is an internal rotor motor in the embodiment. It is held by a suspension 2 on a cylindrical housing 3 surrounding the motor 1 at a radial distance. It forms an outer tube of the fan and is arranged coaxially with the engine 1. As shown in FIG. 2, the motor 1 is arranged so that it does not project axially beyond the housing 3.
  • the suspension 2 which is advantageously formed from sheet metal parts, is fixed to the inside of the housing 3 and to the outside of the motor 1.
  • the suspension 2 consists of three Strut parts 4 to 6 and a fastening part 8.
  • the strut parts 4 and 5 are mirror-symmetrical to each other and each provided with a over a large part of its length extending recess 7.
  • the strut members 4 and 5 merge integrally with one another via the motor-side fastening part 8, via which the strut parts 4, 5 are fastened on a fastening block 9.
  • the mounting block 9 is provided on the outside of the motor 1 and has a flat contact surface for the planar mounting part 8. In the exemplary embodiment, the mounting block 9 is spaced from a plane parallel to its support surface axial plane of the motor first
  • the fastening part 8 extends transversely to the axis of the motor 1 slightly above the mounting block 9 (FIG. 1) and then passes in each case at an obtuse angle in which the recess 7 having strut parts 4, 5, whose free end 1 1 is angled so that it can be attached to the inner wall of the housing 3 fitting.
  • the strut parts 4, 5 have due to the recess 7 on two legs 12, 13, which lie in a plane.
  • the legs 12, 13 extend converging in the direction of the free end 1 1.
  • the recesses 7 do not extend to the ends of the strut parts 4, 5, so that the strut parts 4, 5 are solid at their ends and thereby have sufficient strength in the region of the attachment to the motor 1 and the housing 3.
  • the legs 12, 13 advantageously have a width which corresponds approximately to 3 to 15 times the plate thickness, preferably 5 times the plate thickness. This results in optimum strength of the suspension with minimal flow resistance.
  • the support member 6 is approximately U-shaped and has two in the direction of the housing 3 converging legs 14, 15, which merge into each other by a short cross-piece 16.
  • the crosspiece 16 abuts against the inner wall of the housing 3 and is secured to it in a suitable manner, For example, with at least one screw 17.
  • the crosspiece 16 may also be welded to the inner wall of the housing 3.
  • the free ends 18, 19 of the legs 14, 15 are oppositely angled outwards. As is apparent from Fig. 1, the free ends 18, 19 are on the attachment part 8 of the strut parts 4, 5. Thus, the attachment part 8 and the support part 6 can be fastened together on the attachment block 9 of the engine 1.
  • the attachment can be done by screws 20, but also by welding.
  • the strut parts 4 to 6 are each made of flat material, preferably made of sheet metal parts, wherein the sheet metal part for the strut parts 4 and 5 is bent and punched to form the recesses 7.
  • the support member 6 is bent in the described, approximately U-shaped design.
  • the sheet metal parts are arranged approximately upright with respect to the flow direction of the air, so that they offer only a small resistance to the flow.
  • the legs 14, 15 are each parallel to an axial plane of the motor. 1
  • the support member 6 is located centrally between the two strut members 4, 5. In this way, the motor 1 is securely suspended from the housing 3.
  • the strut parts can be made of the sheet metal parts very easily and inexpensively.
  • the flow resistance of the strut members 4 to 6 can be optimally adapted to the application by the choice of the size and / or design and / or position of the recesses 7 of the strut members 4, 5.
  • the angle at which the strut parts are 4 to 6 to each other be adapted to the flow conditions. In the illustrated example, the brace parts 4 and 6 or 5 and 6 are at angles> 90 ° to each other.
  • this angle between the strut parts can be changed, for example, 90 °, less than 90 ° or significantly more than 90 °. Since the legs 12, 13 of the strut parts 4, 5 in the flow direction of the air through the housing 3 are arranged one behind the other and the legs 4, 15 extend with their wide dimension in the flow direction of the air, the flow resistance of - -
  • the strut parts 4 to 6 extend from the mounting block 9 of the motor 1 obliquely toward the inlet end 21 of the housing 3.
  • the attachment points of the two strut parts 4, 5 on the housing 3 are on the same Height, while the crosspiece 16 of the strut part 6 has greater distance from the inlet end 21 than the free ends 11 of the strut parts 4, fifth
  • a hub body 23 On the motor shaft 22 (Fig. 2) is rotatably seated a hub body 23, projecting from the fan blades 24. They are wound and have a profiled cross-section. Depending on the size of the axial fan, a different number of fan blades 24 is provided on the hub body 23. For example, 3 to 15 fan blades 24 may be provided, which are arranged distributed uniformly or unevenly over the circumference of the hub body 23. As is apparent from Fig. 2, the fan blades 24 have a profile 25 which is similar to the airfoil profile of an aircraft.
  • the hub body 23 and attached to him fan blades 24 are advantageously made of different materials. So it is advantageous if the hub body 23 is an aluminum casting, which can be produced inexpensively and has only low weight.
  • the fan blades 24 are advantageously made of fiber-reinforced plastic, whereby also a cost-effective production is possible.
  • the fan blades 24 have low weight and high strength.
  • the fan blades 24 are provided in a known manner to transversely, preferably perpendicular to the axis of rotation of the impeller 23, 24 axes pivotally mounted on the hub body 23.
  • the fan blades 24 have a concavely curved front edge 26 and a convex curved trailing edge 27.
  • the trailing edge 27 is in accordance with the law. trained in bionics.
  • the trailing edge 27 may be corrugated or, as in the exemplary embodiment, serrated. This profiling of the trailing edge 27 is advantageously provided over the entire length.
  • the profile 25 of the fan blade 24 is formed so that the fan blade in the region of the trailing edge 27 terminates substantially pointed, while the profile 25 is rounded in the region of the front edge 26.
  • This profile design is advantageously provided over the entire length of the fan blade 24.
  • the fan blades 24 are provided at their radially outer edge 28 with a Zylinderberough, regardless of the selected step angle.
  • the edges 28, viewed in the axial direction of the fan lie on a common cylinder jacket whose axis is the axis of rotation of the hub body 23.
  • the air gap 29 between the outer edge 28 of the fan blades 24 and the inner wall of the housing 3 can be adjusted so that an optimum delivery performance is achieved with minimal noise.
  • the described cylinder trimming can be carried out by a subsequent machining on the already assembled impeller 23, 24, for example by milling or sawing off the fan blades 24. This allows the air gap geometry to be optimized simply and reliably. In this way, the air gap 29 can be set very small, so that the leakage flow is low.
  • the fan blades 24 are provided at the outer edge 28 with a winglet. Through them, the air flow through the air gap 29 can be further reduced because they together with a narrow air gap 29 form a high resistance to the leakage flow around the outer edge 28.
  • the winglets can be generated by a post-processing of the fan blades 24 on the outer edge 28.
  • the fan blades 24 are machined for this purpose so that the respective winglet is formed on the edge 28. This machining Work is carried out so that from the pressure to the suction side of the fan blade 24, a rounded transition is formed.
  • the winglets can be provided on the suction and / or on the pressure side of the fan blades 24.
  • the motor 1 and the impeller 23, 24 are within the cylindrical housing 3. About the suspension 2, the motor 1 with the impeller 23, 24 is reliably held on the housing 3.
  • the suspension 2 offers due to the described design of the strut members 4 to 6 only a minimal flow resistance. In conjunction with the described design of the fan blades 24, which leads to a high impeller efficiency, results in an axial fan, which is characterized by a high overall efficiency.
  • the hub ratio D a / D n of the impeller 23, 24 is in a range of about 0.2 to about 0.6, preferably about 0.45.
  • D a is the outer diameter of the impeller and D n is the hub diameter.
  • the fan blades 24 have at the hub 23 a ratio of chord length S to blade height H in the range of about 0.5 to about 0.65, preferably about 0.57, and at the free end a ratio in the range of about 0.75 to about 0.90, preferably about 0.84.
  • the fan blades 24 are formed in the same way and arranged on the hub body 23 as in the previous embodiment.
  • the fan blades 24 are advantageously adjustably connected to the hub body 23 for setting the step angle.
  • the fan blades 24 have the profiled trailing edge 27 and the profile 25, which is formed according to the previous embodiment.
  • the suspension of the engine 1 is formed by Nachleitschaufeln 30, which in the flow direction of the conveyed air at an axial distance behind the Impeller 23, 24 are provided.
  • the guide vanes 30 are advantageously made of sheet metal, but may also be made of correspondingly strong plastic.
  • the guide vanes 30 extend between the housing 3 and an inner tube 31, which is arranged coaxially with the housing 3.
  • the vanes 30 are attached to the inside of the housing 3 and on the outside of the tube 31 in a suitable manner, for example, welded or screwed.
  • the number of the guide vanes 30 depends on the size of the axial fan. For example, 3 to 25 such guide vanes may be provided.
  • 7 Nachleitschaufeln 30 are provided which form the engine mount.
  • annular flange 32 is fixed, which is formed as a flat annular disc and on which the motor 1 can be attached.
  • the tube 31 is open at the motor end, so that the motor 1 can be inserted into the tube 31 for attachment to the annular flange 32.
  • the motor 31 is advantageously provided with a mating flange which comes to rest on the annular flange 32 and is suitably connected to it, preferably by screws.
  • the motor 1 may for example be a flange motor or an EC external rotor motor, on the motor shaft, the impeller 23, 24 is rotatably mounted.
  • the guide vanes 30 are advantageously continuously curved over their width.
  • the curvature is chosen so that a good efficiency is achieved.
  • design of the impeller 23, 24 results in a high overall efficiency, the noise during operation is minimal.
  • the guide vanes 30 are made of sheet metal, they can be manufactured in a cost effective manner substantially by cutting and rolling.
  • the tube 31 is provided at the level of the annular flange 32 distributed over its circumference arranged recesses 33.
  • the impeller 23, 24 is otherwise the same design as the impeller of the previous embodiment, so that reference can be made to the description relating to this embodiment.
  • the described axial fans can be manufactured in different sizes.
  • the inner diameter of the housing 3 may be in a range of about 200 mm to about 1,800 mm.
  • fan blades 24 are preferably made of the described plastic, it is possible to use only a single injection mold for the different sizes of the fan for the production of the fan blades 24. It is tuned to the largest length of the fan blades 24. If shorter fan blades 24 are required, they are cut to the required length. The same applies to fan blades 24, which are made of cast metal.
  • Fig. 5 shows the two strut parts 4, 5, which are connected to each other via the fastening part 8.
  • the strut parts 4, 5 each have a recess 7.
  • these recesses have no circumferential edge. Rather, a support member 34, 35 is bent out at the edge adjacent to the fastening part 8 transversely, which are each provided with a recess 7 ' .
  • the support members 34, 35 as well as the parts of the strut members 4, 5 containing the recesses 7 extend obliquely to each other, so that they each enclose an angle with the planar fastening part 8.
  • the free ends 36, 37 of the support members 34, 35 are angled in the same direction as the free ends 1 1 of the strut members 4, 5.
  • the angled portion 11, 36, 37 is selected so that the strut members 4, 5 and the support members 34, 35 can be reliably attached to the inner wall of the housing 3 fitting.
  • the bends are in the Embodiment two through holes for mounting screws or the
  • the bends 36, 37 may also point in a different direction than the bends 1 1 of the strut parts 4, fifth
  • the recesses 7 ' are also by two legs 38, 39; 40, 41 which converge towards the free end 36, 37.
  • the recesses 7 ' terminate at a distance both from the fastening part 8 and from the free ends 36, 37.
  • the support parts 34, 35 are produced by making an approximately U-shaped stamping in the strut parts 4, 5 so that the support parts 34, 35 can be bent out into the position shown in FIG. 5.
  • the strut parts 4, 5, the fastening part 8 and the support members 34, 35 are advantageously integrally formed with each other and made of sheet metal material. As a result, a simple and cost-effective production is possible. Due to the additional compared to the previous embodiments support members 34, 35, the stability of the suspension increases considerably. In addition, an even safer attachment of the motor 1 is ensured on the housing 3.
  • the strut parts 4, 5, the fastening part 8 and the support members 34, 35 can be easily assembled and disassembled, for example by means of screws or rivets. These parts do not have to be welded, so that a complex welding process can be saved.
  • the recesses 7, 7 ' may be provided in view of their size and / or shape and / or position so that the flow resistance for the air is minimal. Since the suspension in the manner described Flat material exists and has the recesses 7, 7 ' , the suspension has little weight despite the high stability.
  • Fig. 6 shows another possibility of designing the suspension.
  • the two strut parts 4, 5 are the same design as in the previous embodiment.
  • the fastening part 8 has an outwardly bent tongue 42 at half its length, whose free end is provided, for example, with a passage opening for a fastening screw or the like. The free end is angled so that it can be mounted in the required position within the axial fan.
  • the fastening part Due to the bent out tongue 42, the fastening part has a recess 7 "
  • the two strut parts 4, 5 extend divergently over the same side of the fastening part as in the previous embodiments from the fastening part 8.
  • the tongue 42 extends obliquely over the other side of the fastening part 8.
  • Figs. 5 and 6 show only embodiments of the design of the strut members with the recesses. These embodiments are not intended to be limiting.
  • Fig. 7 shows schematically that the housing 3 can be connected via a plurality of strut members 43 with a pot 44 in which the motor 1 is housed.
  • the pot 44 is cylindrical and is coaxial with the housing 3.
  • the struts 43 are formed equal to each other and each have the recess 7, which is bounded by the legs 12, 13 and extending radially outwardly converging.
  • the radially outer and the radially inner end 1 1, 16 are angled so that the strut members 43 can be secured to the inner wall of the housing 3 and the outer wall of the pot 44.
  • the strut members 43 are arranged upright as in the previous embodiments.
  • the pot 44 can also be U-shaped. - -
  • the strut members 43 are attached to the mutually parallel legs 45, 46 of the pot 44.
  • the Strebenteiie 43 are the same design as in the embodiment of FIG. 7.
  • Their radially outer end 1 1 is fixed to the inside of the housing 3 and its radially inner end 16 on the opposite outer sides of the legs 45, 46 of the pot 44.
  • the motor 1 (not shown) is supported by the U-shaped pot 44.
  • the pot 44 may also have an angular outline and - as in the embodiment of FIG. 7 - completely surround the engine.
  • the strut parts 43 are advantageously arranged rotationally symmetrical and / or mirror-symmetrical to one another.
  • Fig. 9 shows various possible configurations of the cross sections of the legs 12, 13, 38 to 41 of the strut members 4, 5, 34, 35, 43.
  • the recess 7 can be designed so that the noise minimizes is.
  • Fig. 9a a rectangular cross-section is shown, as it initially results in punching or laser cutting.
  • the cut edges are sharp-edged, and the cut surfaces are approximately perpendicular to the surfaces of the sheet.
  • a similar effect is achieved as in the embodiment according to FIG. 9d.
  • the edge is provided with a chamfer.
  • acoustic and aerodynamic advantages are achieved in that the cut is not perpendicular to the surface of the sheet, but obliquely attached thereto. The orientation of the cut surface can be better adapted to the flow direction than in a perpendicular to the surface of the sheet attached section.
  • the cross sections of the legs of the strut and support parts delimiting the recesses can also be optimized such that the flow resistance and the noise development are minimal.
  • the recesses and the legs can be coordinated so that optimally low flow resistance and noise levels are achieved depending on the application of the axial fan.
  • the width to the thickness of the recess of the limiting limb of the strut member and the respective support member in the range of about 3 to about 15 thus results in optimum stability of the suspension, a minimal flow resistance and minimal noise.
  • different outside diameters can be realized from substantially identical blanks by cutting the blanks to different outside diameters.
  • These blanks may be castings that are essentially initially be made identically and adapted to the respective desired outer diameter.
  • the fan blades 24 on the radially outer edge 28 be provided with a winglet, then these can also be made from the blanks.
  • the winglets themselves can not yet be provided in the tool, since their geometry or their position on the outer diameter of the impeller and the stagger angle depends. It is therefore advantageous not only to trim the wing blanks with a cylinder cut, as described above, but also to give them, in particular by machining or, in the case of plastics, by thermoforming, a special contour which is based on the respective outside diameter and can be matched to the respective stagger angle. This results in a very high degree of flexibility in the construction or assembly of the respective fan. For each outer diameter and stagger angle thus optimum acoustic properties of the blades and thus the fan can be achieved.
  • FIGS. 10a and 10d show examples of ways in which a single blank for the fan blade, viewed in a section approximately perpendicular to the surface of the wing suction or pressure side, can be designed.
  • the blank 24 has a rectangular shape with longitudinal sides parallel to one another and a narrow side 47 extending at right angles thereto. This shape is obtained in particular when the design of a winglet was not yet provided in the design of the original sash casting tool.
  • a thickening or accumulation of material 48 (winglet blank) is already provided in the wing tip region, from which later the final winglet adapted to the actual stagger angle and outer diameter is designed.
  • the Wingletrohling 48 has rectangular cross section in this embodiment, but may in principle have any cross section.
  • FIGS. 10b and 10c schematically show two embodiments of winglets which have been produced by reworking a blank according to FIG. 10a.
  • the embodiment according to FIG. 10c has in cross-section a straight-line contour of the winglet, in contrast to the embodiment according to FIG. 10b, which has a rounded contour.
  • Both winglets are, however, manufacturable from the same wing blank.
  • the idea of the invention consists, in particular, in optimally adapting winglets to any outside diameter and at any staggering angles in a subsequent working step from a blank. It can also be made of a blank winglets different contours, which are optimally adapted to the current flow conditions.
  • winglets are shown in cross-section similar to the previous description of FIGS. 10b and 10c, which were designed from a blank according to FIG. 10d.
  • Fig. 10f a fan blade with a smaller length (smaller outer diameter), but similar winglet contour as the fan blade of Fig. 10e is indicated. Both fan blades can be manufactured from the same blank.
  • the thickening 48 in the blank of FIG. 19d has the advantage that more design options for the winglet are given. To achieve these additional design options, however, a thickening 48 is provided from the outset in the casting tool of the wing.
  • the design of the course of the Wingletkontur in wing longitudinal direction can be arbitrary. All that matters is that all winglets to be realized are located geometrically within the contour of the associated blank in accordance with the external diameter and stagger angle to be realized. The winglets are attached in an additional step after the casting of the blanks.
  • the described design of the blanks for the fan blade and the winglets is independent of whether the fans have the suspension described with reference to FIGS. 1 to 9 or the special ratios of the described fan blade geometries.
  • the fan blades (with and without winglet) can be optimally matched to the respective fan, in particular also to the respective outer diameter of the impeller and the stagger angle, so that easily reaches the optimum design of the respective fan from the blanks can be.
  • wing blanks are already provided with a Wingletrohling, which can then be optimally adapted to the particular application by appropriate processing.
  • the winglet shape of the blank can basically be arbitrary.

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Abstract

Der Axialventilator hat einen Motor (1), an dem rotorseitig ein Laufrad befestigt ist, von dessen Nabe Ventilatorflügel (24) abstehen, die eine Vorder- und eine Hinterkante (26, 27) aufweisen. Der Motor (1) ist mit einer Aufhängung (2) an einem Gehäuse (3) befestigt. Die Aufhängung weist ein Strebenteil (4 bis 8) aus Flachmaterial auf, das den Motor (1) mit dem Gehäuse (3) verbindet und in Strömungsrichtung der Luft etwa hochkant angeordnet ist. Um den Axialventilator so auszubilden, dass er einen hohen Gesamtwirkungsgrad sowie nur einen geringen Strömungswiderstand aufweist, ist das Strebenteil (4 bis 8) über einen Teil seiner Länge mit wenigstens einer Aussparung (7) versehen. Durch die Aussparung wird der Strömungswiderstand durch das Strebenteil minimiert. Die Aussparung verringert das Gewicht des Axialventilators. Die Lärmentstehung des Axialventilators ist stark reduziert, da die Größe von wirbelbehafteten Ablösegebieten durch die Aussparung stark verringert ist.

Description

Axialventilator
Die Erfindung betrifft einen Axialventilator nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. 8 bzw. 20.
Axialventilatoren werden für die unterschiedlichsten Anwendungen eingesetzt. Obgleich die Axialventilatoren einen ausreichenden Gesamtwirkungsgrad und einen geringen Strömungswiderstand haben, gibt es immer mehr Anwendungen, bei denen noch höhere Anforderungen an den Gesamtwirkungsgrad und/oder den Strömungswiderstand gestellt werden.
Es sind Axialventilatoren bekannt (DE 25 29 541 B2), bei denen der Motor über eine Aufhängung am Gehäuse befestigt wird. Die Aufhängung wird durch radial sich erstreckende Streben gebildet, die sich zwischen einer Statornabe und dem Gehäuse erstrecken. Die Streben sind in Strömungsrichtung der Luft etwa hochkant angeordnet und über ihre Höhe gekrümmt. Da die Streben über ihre Länge und Höhe durchgehend ausgebildet sind, ist der Strömungswiderstand noch zu hoch. Die Streben führen auch zu einer Gewichtserhöhung des Axialventilators und tragen zu einer Lärmentstehung beim Betrieb des Axialventilators bei.
Bei einem anderen bekannten Axialventilator (DE 10 2004 017 727 A1 ) ist der Motor mittels Stegen am Gehäuse befestigt. Die Stege sind ebenfalls durchgehend ausgebildet und erstrecken sich quer zur Strömungsrichtung der Luft, wodurch ein hoher Strömungswiderstand und ein entsprechendes Gewicht des Axialventilators sowie ein lautes Betriebsgeräusch entstehen.
Es sind auch Axialventilatoren bekannt (DE 10 2011 015 784 A1 ), bei denen der Motor über etwa radial verlaufende Streben mit dem Gehäuse verbun-
BESTÄTIGUNGSKOPIE - - den ist. Die Streben sind als Nachleitflügel ausgebildet und etwa hochkant angeordnet. Sie sind ebenfalls durchgehend massiv ausgebildet.
Bei einem anderen bekannten Axialventilator (GB 429 958) ist der Motor über radial verlaufende Streben mit dem Gehäuse verbunden. Im Anschlussbereich an das Gehäuse sind die Streben verbreitert ausgebildet. Die Streben führen ebenfalls zu einem hohen Strömungswiderstand, zu einem hohen Gewicht des Axialventilators und zu einer Geräuschentwicklung im Betrieb des Axialventilators.
Schließlich sind Axialventilatoren bekannt (EP 0 259 061 A2), bei denen der Motor über L-förmig ausgebildete Streben mit dem Gehäuse verbunden ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gattungsgemäßen Axialventilator so auszubilden, dass er einen hohen Gesamtwirkungsgrad sowie nur einen geringen Strömungswiderstand aufweist. Dabei soll der Axialventilator nur geringes Gewicht haben, sich kostengünstig herstellen lassen und insbesondere im Betrieb nur wenig Geräusche erzeugen.
Diese Aufgabe wird beim gattungsgemäßen Axialventilator erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 bzw. 8 bzw. 20 gelöst.
Der erfindungsgemäße Axialventilator nach Anspruch 1 zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest ein Teil des Strebenteiles über einen Teil seiner Länge mit wenigstens einer Aussparung versehen ist. Durch die Aussparung wird der Strömungswiderstand durch das Strebenteil minimiert. Form und/oder Größe und/oder Lage der Aussparung kann an die Einsatzbedingungen des Axialventilators angepasst werden, so dass je nach Anwendungsfall der optimale Strömungswiderstand eingestellt werden kann. Die Aussparung im Strebenteil führt dazu, dass das Gewicht des Axialventilators gering gehalten wird. Je mehr Strebenteile als Aufhängung verwendet werden, desto größer ist die Gewichtsreduktion des Axialventilators im Ver- - - gleich zu Axialventilatoren mit über die Länge und Höhe durchgehend ausgebildeten Streben. Die Lärmentstehung des erfindungsgemäßen Axialventilators ist stark reduziert, weil die Größe von wirbelbehafteten Ablösegebieten infolge der Aussparung stark verringert ist. Da das Strebenteil zudem etwa hochkant in der strömenden Luft angeordnet ist, kann im Zusammenspiel mit der Größe und/oder Form und/oder Lage der Aussparung der Strömungswiderstand minimal gehalten werden.
Vorteilhaft ist das Strebenteil durch ein Blechteil gebildet. Die Verwendung von Blech führt zu geringen Herstellungskosten des Axialventilators. Das Blechteil lässt sich bei Bedarf einfach verformen, wenn dies für den Einbau erforderlich ist. Es lässt sich einfach montieren und demontieren. Insbesondere ist es nicht erforderlich, dieses Blechteil an seinen Enden anzuschweißen, sondern es kann mit seinen Enden an den entsprechenden Bauteilen des Axialventilators angeschraubt, angenietet oder dgl. werden. Die Aussparung kann, wenn das Strebenteil aus Blech besteht, sehr einfach durch Stanzen hergestellt werden.
Um eine optimale Festigkeit der Aufhängung bei minimalem Strömungswiderstand zu erreichen, werden die Aussparung begrenzende Schenkel des Strebenteiles vorteilhaft in einer Breite ausgeführt, die etwa dem 3- bis 15fachen der Flachmaterialstärke, vorzugsweise dem 5fachen der Flachmaterialstärke entspricht.
Die Aussparung im Strebenteil kann in vorteilhafter Weise dadurch gebildet werden, dass eine entsprechende Öffnung im Flachmaterial vorgesehen wird, die insbesondere bei Blech ausgestanzt wird.
Bei einer besonders vorteilhaften Gestaltung ist die Aussparung im Strebenteil so gestaltet, dass zumindest von einem Rand der Aussparung wenigstens ein Stützteil absteht. So ist es beispielsweise möglich, in einem Blech eine u-förmige Stanzung einzubringen und den zwischen den Rändern der Ausstanzung befindlichen Blechteil aus der Ebene des Bleches herauszu- - biegen. Auf diese Weise wird der Stützteil gebildet, der vom Strebenteil absteht und in vorteilhafter Weise einstückig mit ihm ausgebildet ist. Auf diese Weise kann das Strebenteil mit einem oder mehreren Stützteilen versehen werden, die zudem die Stabilität des Strebenteiles und damit auch des gesamten Axialventilators wesentlich erhöhen.
An einem Strebenteil können sowohl Aussparungen mit einem solchen quer abstehenden Stützteil als auch Aussparungen mit einem umlaufenden Rand vorgesehen sein.
Der erfindungsgemäße Axialventilator kann mehrere Strebenteile aufweisen, die in rotationssymmetrischer und/oder spiegelsymmetrischer Anordnung vorgesehen sein können. Auf diese Weise kann der Motor optimal am Gehäuse abgestützt werden.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann zur Aufnahme des Motors ein Topf vorgesehen sein, an dem das innen liegende Ende des Strebenteiles befestigt wird.
Dieser Topf kann je nach Gestaltung des Axialventilators und/oder des Motors zylindrisch bzw. rohrförmig oder auch eckig ausgebildet sein. Auch ist es möglich, den Topf u-förmig zu gestalten, so dass er keine umlaufende Wand aufweist. Der Motor lässt sich dann in dem u-förmigen Topf in geeigneter Weise montieren. Auch an einem so gestalteten Topf lassen sich die Strebenteile einfach montieren.
Der erfindungsgemäße Axialventilator nach Anspruch 8 ist so gestaltet, dass die Aufhängung des Motors durch Leitschaufeln gebildet wird, die sich in Strömungsrichtung der Luft hinter dem Laufrad befinden. Die Motoraufhängung hat damit die Funktion eines Nachleitrades, mit dem eine zusätzliche Wirkungsgraderhöhung erzielt wird. Dieser Axialventilator zeichnet sich durch einen sehr hohen Gesamtwirkungsgrad aus, weil die Ventilatorflügel - - an der Nabe des Laufrades ein Verhältnis von Sehnenlänge zu Blatthöhe im Bereich von etwa 0,5 bis etwa 0.65, vorzugsweise von etwa 0,57, haben. Die Leitschaufeln verlaufen vorteilhaft über ihre Höhe so gekrümmt, dass der Strömungswiderstand minimal ist. In Verbindung mit dem Verhältnis von Sehnenlänge zu Blatthöhe kann der Axialventilator mit einem sehr hohen Wirkungsgrad bei minimalem Strömungswiderstand ausgebildet werden.
Die Leitschaufeln erstrecken sich in vorteilhafter Weise von einem Innenrohr des Axialventilators aus. Dieses Innenrohr liegt koaxial zum Gehäuse und wird durch die Leitschaufeln mit ihm verbunden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist im Innenrohr ein Befestigungsflansch für den Motor vorgesehen. Er kann teilweise in das Innenrohr eingesetzt und am Befestigungsflansch befestigt werden.
Um einen hohen Wirkungsgrad zu erreichen, ist es von Vorteil, wenn die Ventilatorflügel gewunden ausgebildet sind.
Es ist von Vorteil, wenn die Ventilatorflügel um eine quer zur Drehachse des Laufrades liegende Achse einstellbar sind. Dadurch lässt sich der Stufenwinkel der Ventilatorflügel zur Verbesserung des Wirkungsgrades einstellen.
Eine weitere Verbesserung des Gesamtwirkungsgrades ergibt sich in vorteilhafter Weise, wenn die Ventilatorflügel an ihrem freien Ende ein Verhältnis von Sehnenlänge zu Blatthöhe im Bereich von etwa 0,75 bis etwa 0,90, vorzugsweise von etwa 0,84, haben.
Vorteilhaft weist das Laufrad ein Nabenverhältnis von etwa 0,2 bis etwa 0,6, vorzugsweise von etwa 0,45, auf. Auch dieses Nabenverhältnis, insbesondere in Verbindung mit den Verhältnissen von Sehnenlänge zu Blatthöhe der Ventilatorflügel, trägt zum hohen Gesamtwirkungsgrad des Axialventilators bei. - -
Eine vorteilhafte Ausführung ergibt sich, wenn die Hinterkante der Ventilatorflügel bionisch geformt ist. Eine solche Ausbildung trägt zu einem hervorragenden Gesamtwirkungsgrad des Axialventilators bei. Es kann auf diese Weise im Vergleich zu bekannten Axialventilatoren ein Gesamtwirkungsgrad erreicht werden, der um etwa 20% höher liegt als der Gesamtwirkungsgrad bei bekannten Axialventilatoren. Die bionische Formung der Hinterkante der Ventilatorflügel führt außerdem zu einer nur geringen Lärmemission, so dass der erfindungsgemäße Axialventilator außer seinem hohen Gesamtwirkungsgrad auch nur eine geringe Lärmentwicklung zeigt.
Eine vorteilhafte Ausbildung ergibt sich, wenn die Hinterkante der Ventilatorflügel zumindest über einen Teil ihrer Länge Wellenform oder gezackte Form aufweist. Durch geeignete Gestaltung der Profilierung der Hinterkante kann somit Einfluss auf die Lärmemission genommen werden.
Vorteilhaft verläuft die Hinterkante der Ventilatorflügel konvex gekrümmt und die Vorderkante sichelförmig.
Der erfindungsgemäße Axialventilator nach Anspruch 20 zeichnet sich dadurch aus, dass für die Ventilatorflügel im Wesentlichen gleiche Flügelrohlinge eingesetzt werden. Sie werden durch Beschneiden auf den jeweiligen Außendurchmesser gebracht und/oder mit einer Kontur versehen. Die Flügelrohlinge werden somit nicht nur auf einen Zylinderschnitt beschnitten, sondern ihnen kann auch eine spezielle Kontur gegeben werden, die auf den jeweiligen Außendurchmesser und den jeweiligen Staffelwinkel der Ventilatorflügel abgestimmt ist. Dadurch entsteht eine sehr hohe Flexibilität
Bei einer weiteren Ausführungsform können unterschiedliche Außendurchmesser auch dadurch erreicht werden, dass im Wesentlichen identische Flügelrohlinge eingesetzt werden, die auf Nabenkörpern entsprechend unterschiedlichen Durchmessers angebracht werden. - -
Es ist besonders von Vorteil, wenn Flügelrohlinge verwendet werden, die bereits mit einem Wingletrohling versehen sind. Aus ihm lässt sich das für den jeweiligen Axialventilator optimale Winglet herstellen.
Der Anmeldungsgegenstand ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch durch alle in den Zeichnungen und der Beschreibung offenbarten Angaben und Merkmale. Sie werden, auch wenn sie nicht Gegenstand der Ansprüche sind, als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
Die Erfindung wird anhand zweier in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 in perspektivischer Darstellung eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Axialventilators,
Fig. 2 eine Seitenansicht des Axialventilators gemäß Fig. 1 ,
Fig. 3
und
Fig. 4 in Darstellungen entsprechend den Fig. 1 und 2 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Axialventilators,
Fig. 5
und
Fig. 6 jeweils in perspektivischen Darstellungen weitere Ausführungsformen von Strebenteilen des erfindungsgemäßen Axialventilators,
Fig. 7
und - -
Fig. 8 in perspektivischer Darstellung unterschiedliche Ausbildungen von
Aufnahmen für den Motor des erfindungsgemäßen Axialventilators,
Fig. 9 im Querschnitt verschiedene Ausgestaltungen von Aussparungen in den Strebenteilen des erfindungsgemäßen Axialventilators begrenzenden Schenkeln,
Fig. 10 verschiedene Ausführungsbeispiele von Flügelrohlingen zur Herstellung der Ventilatorflügel des erfindungsgemäßen Axialventilators und daraus gefertigten Ventilatorflügeln des erfindungsgemäßen Axialventilators mit Wingletkonturen.
Die Axialventilatoren gemäß den Fig. 1 bis 4 zeichnen sich durch einen hohen Wirkungsgrad sowie eine strömungsoptimierte Motoraufhängung aus, die wesentlich zum hohen Wirkungsgrad beiträgt. Der Axialventilator weist ein strömungstechnisch optimiertes Laufrad mit einer noch zu beschreibenden speziellen Geometrie und einen hohen Laufradwirkungsgrad auf. Für den Axialventilator werden Antriebsmotoren mit hohem Motorwirkungsgrad eingesetzt, beispielsweise Drehstrom-Innenläufermotoren oder elektronisch kommutierte Außenläufermotoren. Außerdem zeichnen sich die Axialventilatoren gemäß den Fig. 1 bis 4 durch strömungsoptimierte Motoraufhängungen aus.
Der Axialventilator gemäß den Fig. 1 und 2 hat einen Motor 1 , der im Ausführungsbeispiel ein Innenläufermotor ist. Er ist über eine Aufhängung 2 an einem den Motor 1 mit radialem Abstand umgebenden zylindrischen Gehäuse 3 gehalten. Es bildet ein äußeres Rohr des Ventilators und ist koaxial zum Motor 1 angeordnet. Wie Fig. 2 zeigt, ist der Motor 1 so angeordnet, dass er nicht axial über das Gehäuse 3 ragt.
Die Aufhängung 2, welche vorteilhaft aus Blechteilen gebildet ist, ist an der Innenseite des Gehäuses 3 und an der Außenseite des Motors 1 befestigt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Aufhängung 2 aus drei Strebenteilen 4 bis 6 sowie einem Befestigungsteil 8. Die Strebenteile 4 und 5 sind spiegelsymmetrisch zueinander ausgebildet und jeweils mit einer über einen großen Teil ihrer Länge sich erstreckenden Aussparung 7 versehen. Die Strebenteile 4 und 5 gehen über den motorseitigen Befestigungsteil 8 einteilig ineinander über, über den die Strebenteile 4, 5 auf einem Befestigungsblock 9 befestigt sind. Der Befestigungsblock 9 ist an der Außenseite des Motors 1 vorgesehen und hat eine ebene Anlagefläche für den ebenen Befestigungsteil 8. Bei der beispielhaften Ausführungsform liegt der Befestigungsblock 9 mit Abstand zu einer zu seiner Auflagefläche parallel verlaufenden Axialebene des Motors 1 .
Das Befestigungsteil 8 erstreckt sich quer zur Achse des Motors 1 geringfügig über den Befestigungsblock 9 (Fig. 1 ) und geht dann jeweils unter einem stumpfen Winkel in die die Aussparung 7 aufweisenden Strebenteile 4, 5 über, deren freies Ende 1 1 so abgewinkelt ist, dass es an der Innenwand des Gehäuses 3 anliegend befestigt werden kann. Die Strebenteile 4, 5 weisen infolge der Aussparung 7 zwei Schenkel 12, 13 auf, die in einer Ebene liegen. Die Schenkel 12, 13 verlaufen in Richtung auf das freie Ende 1 1 konvergierend. Die Aussparungen 7 erstrecken sich nicht bis zu den Enden der Strebenteile 4, 5, so dass die Strebenteile 4, 5 an ihren Enden massiv ausgebildet sind und dadurch eine ausreichende Festigkeit im Bereich der Befestigung am Motor 1 sowie am Gehäuse 3 aufweisen.
Die Schenkel 12, 13 haben vorteilhaft eine Breite, die etwa dem 3- bis 15fachen der Blechstärke, vorzugsweise dem 5fachen der Blechstärke entspricht. Dadurch ergibt sich eine optimale Festigkeit der Aufhängung bei minimalem Strömungswiderstand.
Das Stützteil 6 ist etwa U-förmig ausgebildet und hat zwei in Richtung auf das Gehäuse 3 konvergierend verlaufende Schenkel 14, 15, die durch ein kurzes Querstück 16 ineinander übergehen. Das Querstück 16 liegt an der Innenwand des Gehäuses 3 an und ist an ihm in geeigneter Weise befestigt, - - beispielsweise mit wenigstens einer Schraube 17. Das Querstück 16 kann an der Innenwand des Gehäuses 3 auch angeschweißt sein.
Die freien Enden 18, 19 der Schenkel 14, 15 sind entgegengesetzt zueinander nach außen abgewinkelt. Wie sich aus Fig. 1 ergibt, liegen die freien Enden 18, 19 auf dem Befestigungsteil 8 der Strebenteile 4, 5 auf. Somit können der Befestigungsteil 8 und das Stützteil 6 gemeinsam am Befestigungsblock 9 des Motors 1 befestigt werden. Die Befestigung kann durch Schrauben 20, aber auch durch eine Verschweißung erfolgen.
Die Strebenteile 4 bis 6 werden jeweils aus Flachmaterial, vorzugsweise aus Blechteilen hergestellt, wobei das Blechteil für die Strebenteile 4 und 5 gebogen und zur Bildung der Aussparungen 7 gestanzt wird. Das Stützteil 6 wird in die beschriebene, etwa U-förmige Gestaltung gebogen. Die Blechteile sind, bezogen auf die Strömungsrichtung der Luft, etwa hochkant angeordnet, so dass sie der Strömung nur einen geringen Widerstand bieten. Die Schenkel 14, 15 liegen jeweils parallel zu einer Axialebene des Motors 1.
Das Stützteil 6 liegt mittig zwischen den beiden Strebenteilen 4, 5. Auf diese Weise ist der Motor 1 sicher am Gehäuse 3 aufgehängt. Die Strebenteile lassen sich aus den Blechteilen sehr einfach und kostengünstig fertigen. Der Strömungswiderstand der Strebenteile 4 bis 6 lässt sich durch die Wahl der Größe und/oder Gestaltung und/oder Lage der Aussparungen 7 der Strebenteile 4, 5 optimal an den Anwendungsfall anpassen. Auch kann der Winkel, unter dem die Strebenteile 4 bis 6 zueinander liegen, an die Strömungsverhältnisse angepasst werden. Im dargestellten Beispielsfall liegen die Strebenteile 4 und 6 bzw. 5 und 6 unter Winkeln >90° zueinander. Je nach erforderlichem Strömungswiderstand kann dieser Winkel zwischen den Strebenteilen verändert werden, beispielsweise 90°, weniger als 90° oder auch deutlich mehr als 90° betragen. Da die Schenkel 12, 13 der Strebenteile 4, 5 in Strömungsrichtung der Luft durch das Gehäuse 3 hintereinander angeordnet sind und sich die Schenkel 4, 15 mit ihrer breiten Abmessung in Strömungsrichtung der Luft erstrecken, ist der Strömungswiderstand der - -
Aufhängung 2 minimal.
Wie sich aus den Fig. 1 und 2 ergibt, erstrecken sich die Strebenteile 4 bis 6 vom Befestigungsblock 9 des Motors 1 aus schräg in Richtung auf das Einlassende 21 des Gehäuses 3. Die Befestigungspunkte der beiden Strebenteile 4, 5 am Gehäuse 3 liegen auf gleicher Höhe, während das Querstück 16 des Strebenteiles 6 größeren Abstand vom Einlassende 21 hat als die freien Enden 11 der Strebenteile 4, 5.
Auf der Motorwelle 22 (Fig. 2) sitzt drehfest ein Nabenkörper 23, von dem Ventilatorflügel 24 abstehen. Sie sind gewunden ausgebildet und haben einen profilierten Querschnitt. Je nach Größe des Axialventilators ist am Nabenkörper 23 eine unterschiedliche Zahl von Ventilatorflügeln 24 vorgesehen. Beispielsweise können 3 bis 15 Ventilatorflügel 24 vorgesehen sein, die über den Umfang des Nabenkörpers 23 gleichmäßig oder ungleichmäßig verteilt angeordnet sind. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, haben die Ventilatorflügel 24 ein Profil 25, das ähnlich dem Tragflächenprofil eines Flugzeuges ausgebildet ist.
Der Nabenkörper 23 und die an ihm befestigten Ventilatorflügel 24 bestehen vorteilhaft aus unterschiedlichen Materialien. So ist es von Vorteil, wenn der Nabenkörper 23 ein Aluminiumgussteil ist, das sich kostengünstig herstellen lässt und nur geringes Gewicht hat. Die Ventilatorflügel 24 bestehen vorteilhaft aus faserverstärktem Kunststoff, wodurch ebenfalls eine kostengünstige Fertigung möglich ist. Die Ventilatorflügel 24 haben dabei geringes Gewicht sowie eine hohe Festigkeit. Um den Stufenwinkel der Ventilatorflügel 24 einstellen zu können, sind die Ventilatorflügel 24 in bekannter Weise um quer, vorzugsweise senkrecht zur Drehachse des Laufrades 23, 24 liegende Achsen schwenkbar am Nabenkörper 23 vorgesehen.
Die Ventilatorflügel 24 haben eine konkav gekrümmte Vorderkante 26 und eine konvex gekrümmte Hinterkante 27. Um die Lärmemission beim Betrieb des Axialventilators zu minimieren, ist die Hinterkante 27 nach den Geset- zen der Bionik ausgebildet. So kann die Hinterkante 27 gewellt oder, wie im Ausführungsbeispiel, gezackt ausgebildet sein. Diese Profilierung der Hinterkante 27 ist vorteilhaft über die gesamte Länge vorgesehen.
Das Profil 25 des Ventilatorflügels 24 ist so ausgebildet, dass der Ventilatorflügel im Bereich der Hinterkante 27 im Wesentlichen spitz ausläuft, während das Profil 25 im Bereich der Vorderkante 26 gerundet ist. Diese Profilgestaltung ist vorteilhaft über die gesamte Länge des Ventilatorflügels 24 vorgesehen.
Die Ventilatorflügel 24 sind an ihrem radial außen liegenden Rand 28 mit einem Zylinderbeschnitt versehen, unabhängig vom jeweils gewählten Stufenwinkel. Dadurch liegen die Ränder 28, in Achsrichtung des Ventilators gesehen, auf einem gemeinsamen Zylindermantel, dessen Achse die Drehachse des Nabenkörpers 23 ist. Auf diese Weise kann der Luftspalt 29 zwischen dem Außenrand 28 der Ventilatorflügel 24 und der Innenwand des Gehäuses 3 so eingestellt werden, dass eine optimale Förderleistung bei minimaler Geräuschentwicklung erreicht wird. Der beschriebene Zylinderbeschnitt kann durch eine spanabhebende Nachbearbeitung am bereits zusammengebauten Laufrad 23, 24 durchgeführt werden, beispielsweise durch Abfräsen oder Absägen der Ventilatorflügel 24. Dadurch lässt sich die Luftspaltgeometrie einfach und zuverlässig optimieren. Auf diese Weise lässt sich der Luftspalt 29 sehr klein einstellen, so dass die Verlustströmung gering ist.
Bei einer (nicht dargestellten) Ausführungsform sind die Ventilatorflügel 24 am äußeren Rand 28 mit einem Winglet versehen. Durch sie kann die Luftströmung durch den Luftspalt 29 weiter reduziert werden, da sie zusammen mit einem schmalen Luftspalt 29 einen hohen Widerstand für die Verlustströmung um den äußeren Rand 28 bilden. Die Winglets können durch eine Nachbearbeitung der Ventilatorflügel 24 am äußeren Rand 28 erzeugt werden. Die Ventilatorflügel 24 werden hierzu derart spanabhebend bearbeitet, dass am Rand 28 das jeweilige Winglet entsteht. Diese spanabhebende Be- arbeitung wird so vorgenommen, dass von der Druck- zur Saugseite der Ventilatorflügel 24 ein gerundeter Übergang gebildet wird. Die Winglets können an der Saug- und/oder an der Druckseite der Ventilatorflügel 24 vorgesehen werden.
Der Motor 1 sowie das Laufrad 23, 24 liegen innerhalb des zylindrischen Gehäuses 3. Über die Aufhängung 2 wird der Motor 1 mit dem Laufrad 23, 24 zuverlässig am Gehäuse 3 gehalten. Die Aufhängung 2 bietet infolge der beschriebenen Ausbildung der Strebenteile 4 bis 6 nur einen minimalen Strömungswiderstand. In Verbindung mit der beschriebenen Gestaltung der Ventilatorflügel 24, die zu einem hohen Laufradwirkungsgrad führt, ergibt sich ein Axialventilator, der sich durch einen hohen Gesamtwirkungsgrad auszeichnet.
Zu dem hohen Gesamtwirkungsgrad trägt bei, dass das Nabenverhältnis Da/Dn des Laufrades 23, 24 in einem Bereich von etwa 0,2 bis etwa 0,6, vorzugsweise bei etwa 0,45 liegt. Da ist der Außendurchmesser des Laufrades und Dn der Nabendurchmesser.
Die Ventiiatorflügel 24 haben an der Nabe 23 ein Verhältnis von Sehnenlänge S zu Blatthöhe H im Bereich von etwa 0,5 bis etwa 0,65, vorzugsweise von etwa 0,57, und am freien Ende ein Verhältnis im Bereich von etwa 0,75 bis etwa 0,90, vorzugsweise von etwa 0,84.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 sind die Ventilatorflügel 24 in gleicher Weise ausgebildet und am Nabenkörper 23 angeordnet wie bei der vorigen Ausführungsform. Die Ventilatorflügel 24 sind vorteilhaft zur Einstellung des Stufenwinkels verstellbar mit dem Nabenkörper 23 verbunden. Die Ventilatorflügel 24 haben die profilierte Hinterkante 27 sowie das Profil 25, das entsprechend der vorigen Ausführungsform ausgebildet ist.
Die Aufhängung des Motors 1 wird durch Nachleitschaufeln 30 gebildet, die in Strömungsrichtung der geförderten Luft mit axialem Abstand hinter dem Laufrad 23, 24 vorgesehen sind. Die Nachleitschaufeln 30 bestehen vorteilhaft aus Blech, können aber auch aus entsprechend festem Kunststoff hergestellt sein. Die Nachleitschaufeln 30 erstrecken sich zwischen dem Gehäuse 3 sowie einem inneren Rohr 31 , das koaxial zum Gehäuse 3 angeordnet ist. Die Leitschaufeln 30 sind an der Innenseite des Gehäuses 3 sowie an der Außenseite des Rohres 31 in geeigneter Weise befestigt, beispielsweise verschweißt oder verschraubt. Die Zahl der Nachleitschaufeln 30 hängt von der Größe des Axialventilators ab. Beispielsweise können 3 bis 25 solcher Nachleitschaufeln vorgesehen sein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind 7 Nachleitschaufeln 30 vorhanden, die die Motoraufhängung bilden.
Innerhalb des Rohres 31 ist ein Ringflansch 32 befestigt, der als flache Ringscheibe ausgebildet ist und an dem der Motor 1 befestigt werden kann. Das Rohr 31 ist am motorseitigen Ende offen, so dass der Motor 1 zur Befestigung auf dem Ringflansch 32 in das Rohr 31 eingesetzt werden kann. Der Motor 31 ist vorteilhaft mit einem Gegenflansch versehen, der auf dem Ringflansch 32 zur Auflage kommt und in geeigneter Weise mit ihm verbunden wird, vorzugsweise durch Schrauben. Der Motor 1 kann beispielsweise ein Flanschmotor oder ein EC-Außenläufermotor sein, auf dessen Motorwelle das Laufrad 23, 24 drehfest befestigt ist.
Die Nachleitschaufeln 30 sind über ihre Breite vorteilhaft stetig gekrümmt. Die Krümmung ist so gewählt, dass ein guter Wirkungsgrad erzielt wird. In Verbindung mit der anhand der Fig. 1 und 2 beschriebenen Gestaltung des Laufrades 23, 24 ergibt sich ein hoher Gesamtwirkungsgrad, wobei die Geräuschentwicklung im Betrieb minimal ist.
Wenn die Nachleitschaufeln 30 aus Blech bestehen, können sie in kostengünstiger Weise im Wesentlichen durch Ausschneiden und Aufrollen gefertigt werden. Um eine gute Kühlung des Motors 1 zu erreichen, ist das Rohr 31 in Höhe des Ringflansches 32 mit über seinen Umfang verteilt angeordneten Aussparungen 33 versehen.
Das Laufrad 23, 24 ist im Übrigen gleich ausgebildet wie das Laufrad der vorigen Ausführungsform, so dass auf die Beschreibung bezüglich dieser Ausführungsform verwiesen werden kann.
Die beschriebenen Axialventilatoren können in unterschiedlichsten Baugrößen gefertigt werden. Beispielhaft kann der Innendurchmesser des Gehäuses 3 in einem Bereich von etwa 200 mm bis etwa 1.800 mm liegen.
Wenn die Ventilatorflügel 24 in bevorzugter Weise aus dem beschriebenen Kunststoff bestehen, besteht die Möglichkeit, für die unterschiedlichen Baugrößen des Ventilators zur Herstellung der Ventilatorflügel 24 nur eine einzige Spritzgussform zu verwenden. Sie ist auf die größte Länge der Ventilatorflügel 24 abgestimmt. Werden kürzere Ventilatorflügel 24 benötigt, werden sie auf die erforderliche Länge abgetrennt. Dasselbe gilt auch für Ventilatorflügel 24, die aus Metallguss hergestellt sind.
Fig. 5 zeigt die beiden Strebenteile 4, 5, die über den Befestigungsteil 8 miteinander verbunden sind. Die Strebenteile 4, 5 haben jeweils eine Aussparung 7. Im Unterschied zu den vorigen Ausführungsformen haben diese Aussparungen keinen umlaufenden Rand. Vielmehr ist an dem zum Befestigungsteil 8 benachbarten Rand quer ein Stützteil 34, 35 herausgebogen, die jeweils mit einer Aussparung 7' versehen sind. Die Stützteile 34, 35 sowie die die Aussparungen 7 enthaltenden Teile der Strebenteile 4, 5 erstrecken sich schräg zueinander, so dass sie mit dem ebenen Befestigungsteil 8 jeweils einen Winkel einschließen. Die freien Enden 36, 37 der Stützteile 34, 35 sind in gleicher Richtung abgewinkelt wie die freien Enden 1 1 der Strebenteile 4, 5. Die Abwinkelung 11 , 36, 37 ist so gewählt, dass die Strebenteile 4, 5 und die Stützteile 34, 35 an der Innenwand des Gehäuses 3 anliegend zuverlässig befestigt werden können. Die Abwinkelungen weisen im Ausführungsbeispiel zwei Durchgangsöffnungen für Befestigungsschrauben oder dgl. auf.
Die Abwinkelungen 36, 37 können auch in eine andere Richtung weisen als die Abwinkelungen 1 1 der Strebenteile 4, 5.
Die Aussparungen 7' werden ebenfalls durch zwei Schenkel 38, 39; 40, 41 begrenzt, die in Richtung auf das freie Ende 36, 37 konvergierend verlaufen. Die Aussparungen 7' enden mit Abstand sowohl vom Befestigungsteil 8 als auch von den freien Enden 36, 37.
Es sind auch ähnliche Ausführungsformen denkbar, welche keine zusätzliche Aussparung 7' haben.
Die Stützteile 34, 35 werden dadurch hergestellt, dass in die Strebenteile 4,5 eine etwa u-förmige Einstanzung so vorgenommen wird, dass die Stützteile 34, 35 in die in Fig. 5 dargestellte Lage herausgebogen werden können.
Die Strebenteile 4, 5, der Befestigungsteil 8 sowie die Stützteile 34, 35 sind vorteilhaft einstückig miteinander ausgebildet und bestehen aus Blechmaterial. Dadurch ist eine einfache und kostengünstige Fertigung möglich. Aufgrund der im Vergleich zu den vorigen Ausführungsbeispielen zusätzlichen Stützelemente 34, 35 erhöht sich die Stabilität der Aufhängung erheblich. Zudem ist eine noch sicherere Befestigung des Motors 1 am Gehäuse 3 gewährleistet. Die Strebenteile 4, 5, der Befestigungsteil 8 und die Stützteile 34, 35 lassen sich einfach montieren und demontieren, beispielsweise mittels Schrauben oder Nieten. Diese Teile müssen nicht geschweißt werden, so dass ein aufwendiger Schweißvorgang eingespart werden kann.
Die Aussparungen 7, 7' können im Hinblick auf ihre Größe und/oder Gestalt und/oder Lage so vorgesehen werden, dass der Strömungswiderstand für die Luft minimal wird. Da die Aufhängung in der beschriebenen Weise aus Flachmaterial besteht und die Aussparungen 7, 7' aufweist, hat die Aufhängung trotz der hohen Stabilität nur geringes Gewicht.
Fig. 6 zeigt eine weitere Möglichkeit der Gestaltung der Aufhängung. Die beiden Strebenteile 4, 5 sind gleich ausgebildet wie beim vorigen Ausführungsbeispiel. Der Befestigungsteil 8 weist beispielhaft in halber Länge eine herausgebogene Zunge 42 auf, deren freies Ende beispielhaft mit einer Durchtrittsöffnung für eine Befestigungsschraube oder dgl. versehen ist. Das freie Ende ist abgewinkelt, so dass es an der erforderlichen Stelle innerhalb des Axialventilators montiert werden kann.
Auf Grund der herausgebogenen Zunge 42 weist der Befestigungsteil eine Aussparung 7" auf. Die beiden Strebenteile 4, 5 erstrecken sich wie bei den vorigen Ausführungsbeispielen vom Befestigungsteil 8 aus divergierend über die gleiche Seite des Befestigungsteils. Die Zunge 42 erstreckt sich schräg über die andere Seite des Befestigungsteiles 8.
Die Fig. 5 und 6 zeigen lediglich Ausführungsbeispiele für die Gestaltung der Strebenteile mit den Aussparungen. Diese Ausführungsbeispiele sind nicht beschränkend zu verstehen.
Fig. 7 zeigt schematisch, dass das Gehäuse 3 über mehrere Strebenteile 43 mit einem Topf 44 verbunden werden kann, in dem der Motor 1 untergebracht wird. Der Topf 44 ist zylindrisch ausgebildet und liegt koaxial zum Gehäuse 3. Die Streben 43 sind untereinander gleich ausgebildet und haben jeweils die Aussparung 7, die durch die Schenkel 12, 13 begrenzt wird und die radial nach außen konvergierend verlaufen. Das radial äußere und das radial innere Ende 1 1 , 16 sind so abgewinkelt, dass die Strebenteile 43 an der Innenwand des Gehäuses 3 und der Außenwand des Topfes 44 befestigt werden können. Die Strebenteile 43 sind wie bei den vorigen Ausführungsbeispielen hochkant angeordnet.
Wie Fig. 8 beispielhaft zeigt, kann der Topf 44 auch u-förmig gestaltet sein. - -
Die Strebenteile 43 sind an den parallel zueinander liegenden Schenkeln 45, 46 des Topfes 44 befestigt. Die Strebenteiie 43 sind gleich ausgebildet wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7. Ihr radial äußeres Ende 1 1 ist an der Innenseite des Gehäuses 3 und ihr radial inneres Ende 16 an den voneinander abgewandten Außenseiten der Schenkel 45, 46 des Topfes 44 befestigt. Der (nicht dargestellte) Motor 1 wird vom u-förmigen Topf 44 getragen.
Der Topf 44 kann darüber hinaus auch eckigen Umriss haben und - wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 - den Motor vollständig umgeben.
Wie sich aus den Fig. 7 und 8 ergibt, sind die Strebenteile 43 vorteilhaft rotationssymmetrisch und/oder spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet.
Fig. 9 zeigt verschiedene mögliche Gestaltungen der Querschnitte der Schenkel 12, 13, 38 bis 41 der Strebenteile 4, 5, 34, 35, 43. Durch Schrägschneiden und Runden oder Fasen der Schnittkanten kann die Aussparung 7 so gestaltet werden, dass die Geräuschentwicklung minimal ist.
In Fig. 9a ist ein rechteckiger Querschnitt gezeigt, wie er sich beim Ausstanzen oder Laserschneiden zunächst ergibt. Die Schnittkanten sind scharfkantig, und die Schnittflächen liegen etwa senkrecht zu den Oberflächen des Flachmaterials.
Beim Querschnitt der Fig. 9d sind alle Kanten mit einer Rundung versehen. Dies kann zu einer erheblichen Reduktion der Lärmentwicklung führen, da die scharfe Kante gebrochen ist. Es kann auch nur ein Teil der Kanten des Querschnitts mit einer Rundung versehen sein.
Bei einer Ausführungsform mit einem Querschnitt entsprechend Fig. 9b wird ein ähnlicher Effekt erreicht wie bei der Ausführungsform nach Fig. 9d. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 9b wird die Kante mit einer Fase versehen. Bei der Ausführungsform nach Fig. 9e werden akustische und aerodynamische Vorteile dadurch erreicht, dass der Schnitt nicht senkrecht zur Oberfläche des Flachmaterials, sondern schräg dazu angebracht wird. Die Ausrichtung der Schnittfläche kann besser an die Strömungsrichtung angepasst werden als bei einem senkrecht zur Oberfläche des Flachmaterials angebrachten Schnitt.
Bei besonders vorteilhaften Ausführungsformen gemäß den Fig. 9c und 9f sind die Gestaltungsmöglichkeiten des Schrägschneidens entsprechend Fig. 9e und des Rundens bzw. Anbringens einer Fase kombiniert, um optimale akustische Eigenschaften zu erhalten.
In Verbindung mit der jeweiligen Gestaltung der Aussparungen können auch die Querschnitte der die Aussparungen begrenzenden Schenkel der Streben- sowie Stützteile so optimiert werden, dass der Strömungswiderstand sowie die Geräuschentwicklung minimal sind. Die Aussparungen sowie die Schenkel lassen sich so aufeinander abstimmen, dass je nach Einsatzfall des Axialventilators optimal niedrige Strömungswiderstände und Geräuschwerte erreicht werden. In Verbindung mit dem beschriebenen Verhältnis der Breite zur Dicke der die Aussparung begrenzenden Schenkel des Strebenteiles sowie des jeweiligen Stützteiles im Bereich von etwa 3 bis etwa 15 ergibt sich somit bei einer optimalen Festigkeit der Aufhängung ein minimaler Strömungswiderstand und eine minimale Geräuschentwicklung .
Wie schon beschrieben, ist es vorteilhaft möglich, den Stufenwinkel der Ventilatorflügel 24 einzustellen, indem diese entsprechend einstellbar am Nabenkörper 23 vorgesehen werden.
Zusätzlich hierzu oder auch anstelle dieser einstellbaren Flügel können bei einer vorteilhaften Ausbildung unterschiedliche Außendurchmesser aus im Wesentlichen identischen Rohlingen realisiert werden, indem die Rohlinge auf verschiedene Außendurchmesser beschnitten werden. Bei diesen Rohlingen kann es sich um Gußteile handeln, die zunächst im Wesentlichen identisch gefertigt werden und an den jeweils gewünschten Außendurch- messer angepasst werden.
Es ist zusätzlich oder alternativ möglich, verschiedene Außendurchmesser der Ventilatorflügel 24 dadurch zu realisieren, dass im Wesentlichen identische Einzelflügelrohlinge auf Nabenkörper mit unterschiedlichen Durchmessern montiert und, falls notwendig, am Außendurchmesser beschnitten oder nachbearbeitet werden.
Sollen die Ventilatorflügel 24 am radial äußeren Rand 28 mit einem Winglet versehen sein, dann können diese ebenfalls aus den Rohlingen gefertigt werden. Die Winglets selbst können noch nicht im Werkzeug vorgesehen werden, da ihre Geometrie bzw. ihre Lage vom Außendurchmesser des Laufrades sowie dem Staffelwinkel abhängt. Es ist daher vorteilhaft, die Flügelrohlinge nicht nur, wie oben beschrieben, mit einem Zylinderschnitt zu beschneiden, sondern ihnen, insbesondere durch spanabhebende Bearbeitung bzw. bei Kunststoffen evt. durch eine Thermoverformung, noch eine spezielle Kontur zu geben, die auf den jeweiligen Außendurchmesser und den jeweiligen Staffelwinkel abgestimmt sein kann. Dadurch entsteht eine sehr hohe Flexibilität bei der Konstruktion bzw. Montage des jeweiligen Ventilators. Für jeden Außendurchmesser und Staffelwinkel sind somit optimale akustische Eigenschaften der Flügelblätter und somit des Ventilators erreichbar.
Die Fig. 10a und 10d zeigen beispielhaft Möglichkeiten, wie ein Einzelrohling für den Ventilatorflügel, in einem Schnitt etwa senkrecht zur Fläche der Flügelsaug- oder -druckseite betrachtet, gestaltet sein kann. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 10a hat der Rohling 24 Rechteckform mit parallel zueinander liegenden Längsseiten und einer rechtwinklig hierzu verlaufenden Schmalseite 47. Diese Form ergibt sich insbesondere dann, wenn bei der Gestaltung des ursprünglichen Flügelgusswerkzeuges die Ausgestaltung eines Winglets noch nicht vorgesehen war. Beim Ausführungsbeispiel eines Flügelrohlings nach Fig. 10d ist im Flügelspitzenbereich bereits eine Aufdickung beziehungsweise eine Materialanhäufung 48 (Wingletrohling) vorgesehen, aus der später das endgültige, an den tatsächlichen Staffelwinkel und Außendurchmesser angepasste Winglet gestaltet wird. Der Wingletrohling 48 hat in diesem Ausführungsbeispiel rechteckigen Querschnitt, kann aber im Prinzip beliebigen Querschnitt haben.
In den Fig. 10b und 10c sind schematisch zwei Ausführungsformen von Winglets dargestellt, die durch Nachbearbeiten eines Rohlings entsprechend Fig. 10a entstanden sind. Die Ausführungsform nach Fig. 10c hat im Querschnitt eine geradlinige Kontur des Winglets im Gegensatz zur Ausführungsform nach Fig. 10b, welche eine gerundete Kontur aufweist. Beide Winglets sind jedoch aus dem gleichen Flügelrohling fertigbar. Es sind auch beliebige andere Formen denkbar, solange sie aus einem Flügelrohling, wie hier dem Rohling nach Fig. 10a, fertigbar sind. Der Erfindungsgedanke besteht insbesondere darin, Winglets optimal angepasst an beliebige Außendurchmesser und bei beliebigen Staffelwinkeln in einem nachträglichen Arbeitsschritt aus einem Rohling zu fertigen. Es können auch aus einem Rohling Winglets unterschiedlicher Kontur gefertigt werden, die optimal an die jeweiligen Strömungsverhältnisse angepasst sind.
In den Fig. 10e und 10f sind, analog zur vorhergehenden Beschreibung der Fig. 10b und 10c, Winglets im Querschnitt gezeigt, die aus einem Rohling nach Fig. 10d gestaltet wurden. In Fig. 10f ist ein Ventilatorflügel mit kleinerer Länge (kleinerem Außendurchmesser), aber ähnlicher Wingletkontur wie der Ventilatorflügel nach Fig. 10e angedeutet. Beide Ventilatorflügel sind aus demselben Rohling fertigbar.
Die Aufdickung 48 im Rohling nach Fig. 19d hat den Vorteil, dass mehr Gestaltungsmöglichkeiten für das Winglet gegeben sind. Um diese zusätzlichen Gestaltungsmöglichkeiten zu erreichen, ist allerdings eine Aufdickung 48 von vorn herein im Gusswerkzeug des Flügels vorgesehen. Die Gestaltung des Verlaufs der Wingletkontur in Flügellängsrichtung kann beliebig sein. Entscheidend ist nur, dass alle zu realisierenden Winglets entsprechend der zu realisierenden Außendurchmesser und Staffelwinkel geometrisch innerhalb der Kontur des zugehörigen Rohlings liegen. Die Winglets werden in einem zusätzlichen Arbeitsschritt nach dem Guss der Rohlinge angebracht.
Die beschriebene Gestaltung der Rohlinge für den Ventilatorflügel und die Winglets ist unabhängig davon, ob die Ventilatoren die anhand der Fig. 1 bis 9 beschriebene Aufhängung oder die speziellen Verhältnisse der beschriebenen Ventilatorflügelgeometrien aufweisen. Durch den Einsatz der Rohlinge können die Ventilatorflügel (mit und ohne Winglet) optimal an den jeweiligen Ventilator, insbesondere auch auf den jeweiligen Außendurchmesser des Laufrades und auf den Staffelwinkel abgestimmt werden, so dass in einfacher Weise aus den Rohlingen die optimale Gestaltung des jeweiligen Ventilators erreicht werden kann.
Darüber hinaus ist es möglich, dass die Flügelrohlinge bereits mit einem Wingletrohling versehen sind, der dann optimal an den jeweiligen Einsatzfall durch entsprechende Bearbeitung angepasst werden kann. Die Wingletform des Rohlings kann grundsätzlich beliebig sein.

Claims

Ansprüche
1 . Axialventilator mit einem Motor, an welchem rotorseitig ein Laufrad befestigt ist, von dessen Nabe Ventilatorflügel abstehen, die eine Vorder- und eine Hinterkante haben, und mit einer Aufhängung, mit der der Motor an einem Gehäuse befestigt ist und die mindestens ein aus Flachmaterial bestehendes Strebenteil aufweist, das den Motor mit dem Gehäuse verbindet und in Strömungsrichtung der Luft etwa hochkant angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass das Strebenteil (4, 5, 8, 43) über einen Teil seiner Länge mit wenigstens einer Aussparung (7) versehen ist.
2. Axialventilator nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass das Strebenteil (4, 5, 8, 43) durch ein Blechteil gebildet ist.
3. Axialventilator nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass von wenigstens einem Rand der Aussparung (7) wenigstens ein Stützteil (34, 35) absteht, der vorteilhaft einstückig mit dem Strebenteil (4, 5, 8, 43) ausgebildet ist.
4. Axialventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Breite zur Dicke von die Aussparung (7, 7') begrenzenden Schenkeln (12, 13; 38 bis 41 ) des Strebenteiles (4, 5, 8, 34, 35, 43) im Bereich von etwa 3 bis 15, vorzugsweise bei 5, liegt.
5. Axialventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Strebenteile (4, 5, 8, 43) etwa rotationssymmetrisch und/oder spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet sind.
6. Axialventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass das innen liegende Ende des Strebenteiles (4, 5, 8, 43) an einem den Motor (1 ) aufnehmenden Topf (44) befestigt ist.
7. Axialventilator nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass der Topf (44) zylindrisch, eckig oder u-förmig ausgebildet ist.
8. Axialventilator mit einem Motor, an welchem rotorseitig ein Laufrad befestigt ist, von dessen Nabe Ventilatorflügel abstehen, die eine Vorder- und eine Hinterkante haben, und mit einer Aufhängung, mit der der Motor an einem Gehäuse befestigt und die durch Leitschaufeln gebildet ist, die in Strömungsrichtung der Luft hinter dem Laufrad liegen, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilatorflügel (24) an der Nabe (23) des Laufrades ein Verhältnis von Sehnenlänge (S) zu Blatthöhe (H) im Bereich von etwa 0,5 bis etwa 0,65, vorzugsweise von etwa 0,57, haben.
9. Axialventilator nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass die Leitschaufeln (30) über ihre Höhe gekrümmt verlaufen.
10. Axialventilator nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet, dass sich die Leitschaufeln (30) von einem Innenrohr (31 ) aus erstrecken.
1 1. Axialventilator nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass im Innenrohr (31 ) ein Befestigungsflansch (32) für den Motor (1 ) vorgesehen ist.
12. Axialventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilatorflügel (24) gewunden aus- gebildet sind.
13. Axialventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilatorflügel (24) um eine quer zur Drehachse des Laufrades (23, 24) liegende Achse einstellbar sind.
14. Axialventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilatorflügel (24) an ihrem freien Ende ein Verhältnis von Sehnenlänge (S) zu Blatthöhe (H) im Bereich von etwa 0,75 bis etwa 0,90, vorzugsweise von etwa 0,84 haben.
15. Axialventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, dass das Laufrad (23, 24) ein Nabenverhältnis von etwa 0,2 bis 0,6, vorzugsweise von etwa 0,45, aufweist.
16. Axialventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, dass die Hinterkante (27) der Ventilatorflügel (24) bionisch geformt ist.
17. Axialventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, dass die Hinterkante (27) der Ventilatorflügel (24) zumindest über einen Teil ihrer Länge Wellenform oder gezackte Form hat.
18. Axialventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, dass die Vorderkante (26) der Ventilatorflügel (24) sichelförmig verläuft.
19. Axialventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, dass die Hinterkante (27) der Ventilatorflügel (24) konvex gekrümmt verläuft.
20. Axialventilator mit einem Motor für den Antrieb eines Laufrades, das Ventilatorflügel aufweist, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 19,
dadurch gekennzeichnet, dass für den Ventilatorflügel (24) ein Flügelrohling verwendet wird, der durch Beschneiden auf den jeweiligen Außendurchmesser und/oder Staffelwinkel gebracht und/oder mit einer Kontur versehen wird.
21 . Axialventilator, insbesondere nach Anspruch 20,
dadurch gekennzeichnet, dass im Wesentlichen identische Flügelrohlinge (24) durch Befestigen auf Nabenkörpern (23) unterschiedlichen Durchmessers auf unterschiedliche Außendurchmesser eingestellt werden.
22. Axialventilator, insbesondere nach Anspruch 20 oder 21 ,
dadurch gekennzeichnet, dass der Flügelrohling (24) mit einem
Wingletrohling (48) versehen ist, aus dem das Winglet für den jeweiligen Axialventilator durch entsprechende Bearbeitung hergestellt wird.
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