WO2018065283A1 - Lüfterradschaufel und lüfterrad - Google Patents

Lüfterradschaufel und lüfterrad Download PDF

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WO2018065283A1
WO2018065283A1 PCT/EP2017/074586 EP2017074586W WO2018065283A1 WO 2018065283 A1 WO2018065283 A1 WO 2018065283A1 EP 2017074586 W EP2017074586 W EP 2017074586W WO 2018065283 A1 WO2018065283 A1 WO 2018065283A1
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fan blade
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Michael Eccarius
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Ebm-Papst Mulfingen Gmbh & Co. Kg
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/28—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/30—Vanes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/28—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/281—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps for fans or blowers
    • F04D29/282—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps for fans or blowers the leading edge of each vane being substantially parallel to the rotation axis

Definitions

  • the invention relates to an improved with respect to their rigidity
  • the invention is therefore based on the object to provide a fan blade with increased rigidity and a corresponding fan.
  • a fan blade with a blade body which has a leading edge and a trailing edge, which, viewed in a blade longitudinal direction, lie opposite one another.
  • the blade body forms at least one shaft whose wave crest at least in sections in the blade longitudinal direction between the leading edge and the
  • Outflow edge extends.
  • the shaft is characterized by a course of the flow body perpendicular to the blade longitudinal direction with at least one positive slope, the adjoining wave crest and a subsequent to the wave crest negative slope.
  • the at least one wave has a sinusoidal cross-section.
  • the at least one shaft forms a wave crest with a wave crest, which together have a triangular cross-section.
  • a wave shaped wave crest extends transversely over a predetermined length of the blade body.
  • the slopes of the wave crest can be symmetrical or asymmetrical in a cross-sectional view, depending on where in the fan blade which stiffness is preferred.
  • the wave crest may extend over a partial width or the entire width of the fan blade, depending on the area in which the stiffening is to be realized.
  • the at least one shaft extends over the entire length of the fan blade in the blade longitudinal direction between the leading edge and the trailing edge and has a geometrically constant course over a plurality of mutually spaced apart in the blade longitudinal direction to the blade longitudinal direction cross sections. This means that the shaft has the same shape over its extension from the leading edge to the trailing edge.
  • the fan blade that extends at least one shaft over the entire length of the fan blade in the blade longitudinal direction between the leading edge and the trailing edge and a plurality of mutually spaced in the blade longitudinal direction perpendicular to the blade longitudinal direction cross-sections has a geometrically changing course. This implies the possibility of varying over the blade longitudinal direction from the leading edge to the trailing edge variable course.
  • a design is favorable in which in the transverse direction perpendicular to the blade longitudinal direction a plurality of geometrically identical waves is formed, the wave crests are parallel in the blade longitudinal direction.
  • the wave crests can be rounded sinusoidal, triangular serrated or polygonal with a wave crest plateau.
  • the stiffness of the fan blade is further increased by the blade body is formed in the blade longitudinal direction and / or in the transverse direction braced in itself.
  • the strain is formed in a variant by a local or area massive and / or cold deformation of the blade body, whereby a strength-increasing voltage gradient is induced in the material of the blade body.
  • this is achieved by a local thermal stress, in one embodiment, for example, by guided cooling processes with varying cooling rates in different areas of the fan blade.
  • the blade body of a fan blade made of plastic is braced by obstructing deformations or reverse deformations of plastics with shape memory properties.
  • the blade body is formed in the blade longitudinal direction and / or in the transverse direction by locally different wall thicknesses of the blade body in the blade longitudinal direction and / or in the transverse direction braced in itself.
  • the blade body has opposite transverse edge regions adjacent to transverse edges of the blade body, wherein at least one stress notch is formed in at least one of the transverse edge regions.
  • the blade body viewed in the blade longitudinal direction, to lie opposite one another and to the inflow flange. te and the trailing edge of the blade body has adjacent longitudinal edge regions, wherein in at least one of the longitudinal edge regions at least one voltage notch is formed.
  • a corresponding voltage notch is realized in embodiments as a through hole in the thickness direction of the Lüfterradschaufel or as a local recess.
  • the local recess preferably has a triangular, quadrangular or polygonal shape in a plan view of a surface (pressure side / suction side) of the blade body.
  • the at least one stress notch raises the local stress concentration to below the respective material-specific plastic yield point or provides a partially plastic material deformation so that micro material deformations locally reduce stress gradients above the yield stress and thus leave local maximum stress inductions preferably at the top Limit of elastic material properties lie.
  • the at least one stress notch is formed on at least one transverse edge and / or at least one of the leading edge and the trailing edge of the blade body.
  • the size of the respective longitudinal edge region in the blade longitudinal direction is preferably determined over a length which is 2 - 550 times the
  • Blade thickness in the thickness direction of the fan blade corresponds.
  • the respective edge region extends over a maximum length of 20% of a total length of the fan blade in blade longitudinal direction. direction.
  • the invention further comprises the fan wheel with at least one, preferably a plurality of fan blades with one of the embodiments described above.
  • the at least one fan blade resiliently biased attached to the fan, for example, welded to a deck and / or bottom plate of a radial fan or pressed.
  • Fig. 1 is a schematic view of a section of a
  • FIG. 2 is a schematic view of a detail of a
  • Fig. 3 is a schematic view of a detail of a
  • FIG. 4 is a schematic view of a detail of a
  • FIG. 1 shows a schematic perspective view of a detail of a fan blade 1 in a first embodiment, the blade body of which has a leading edge 2 and an outflow edge 3 lying opposite in the blade longitudinal direction L.
  • the blade body in the intended In the transverse direction Q, perpendicular to the blade longitudinal direction L, the blade body has opposite transverse edges 4, 5, along which the fan blade 1 can be fastened to components of a fan wheel 50, for example the cover and bottom disk as shown in Fig. 6.
  • the blade body has a stress notch 15 in triangular form.
  • the blade body forms in cross section perpendicular to the blade longitudinal direction L from a shaft 6, the wave crest 7 extends over the entire blade length in the blade longitudinal direction L between the leading edge 2 and the trailing edge 3 and is rounded.
  • the single shaft 6 has a sinusoidal cross-section and forms a symmetrical wave crest with the wave crest 7 at the highest elevation and equal adjacent slopes. The transitions of the blade body to the formed shaft 6 are transversely flowing.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 2 is identical to that in FIG. 1, except that the shaft 6 forms a greater gradient on the wave crest, and thus the wave crest 7 tapers more sharply.
  • the wave crest forms with the wave crest 7 seen in cross section from a triangle.
  • the transitions of the blade body to the shaft 6 are provided in the transverse direction in each case with edges 17, 18, so that a sudden course of the shaft 6 is present.
  • a multiplicity of geometrically identical, sinusoidal shafts 6 are formed, the wave crests 7 of which extend in the blade longitudinal direction L parallel from the leading edge 2 to the trailing edge 3.
  • the plurality of shafts 6 is provided over the entire width in the transverse direction of the Lüfterradschaufel 1. Pointing to the edge region adjacent to the trailing edge 3 the blade body has three transversely spaced stress notches 16 in square shape. In addition, directly to the leading edge 2 voltage notch 13 is sunk in a triangular shape.
  • Figure 5 shows an impeller blade 1, wherein the shafts 6 have a rectangular, substantially square cross-section.
  • the waves 6 extend in the blade longitudinal direction L over the entire length of the fan 1 from the leading edge 2 to the trailing edge 3.
  • the wave peaks of the shafts 6 extend over the entire width of the fan blade 1 in the transverse direction Q.
  • an impeller 50 with a cover plate 51 and a bottom plate 52 is shown in perspective.
  • the cover plate 51 forms an axial inlet opening, via which the fan wheel 50 sucks air.
  • Lüfterradschaufeln 1 Aublaskanäle are provided for the radial blowing out of the air.
  • voltage notches 13, 15, 16 are shown in only a few exemplary locations and in exemplary forms in some embodiments, they may be provided on the other embodiments in accordance with the present disclosure.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lüfterradschaufel mit einem Schaufelkörper, der eine Anströmkante und einer Abströmkante aufweist, die in einer Schaufellängsrichtung gesehen einander gegenüber liegen, wobei der Schaufelkörper in einem Querschnitt senkrecht zur Schaufellängsrichtung zumindest eine Welle ausbildet, deren Wellenkamm sich zumindest abschnittsweise in der Schaufellängsrichtung zwischen der Anströmkante und der Abströmkante erstreckt.

Description

Lüfterradschaufel und Lüfterrad
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft eine bezüglich ihrer Steifigkeit verbesserte
Lüfterradschaufel sowie ein Lüfterrad mit einer Mehrzahl derartiger Lüfterradschaufeln.
Gattungsbildende Lüfterradschaufeln sind aus dem Stand der Technik be- kannt. Beispielsweise offenbaren die Druckschriften DE 10 2014 207 903 A1 und DE 10 2014 216 266 A1 Schaufeln für ein Laufrad, die zum Einen als Hohlprofilschaufeln ausgebildet sind und von ihrer Anströmkante zur
Abströmkante ähnlich einer Tragfläche gebogen geformt sind, und die zum Anderen eine drehzahlabhängige strömungstechnische Gestalt annehmen, beispielsweise durch unterschiedliche Werkstoffe in unterschiedlichen Bereichen.
Bezüglich der Lüfterradschaufeln ist stets das Bestreben, die Steifigkeit zu erhöhen. Als bekannte Maßnahmen gibt es hierzu im Bereich der Maschi- nenelemente beispielsweise das Vorsehen von Versteifungsrippen oder Versteifungswaben, Kantungen, Abkantungen oder T-Profilstöße. Auf diese Weise lässt sich die sogenannte Gestaltfestigkeit erhöhen.
Dabei ist jedoch nachteilig, dass entweder die Bauteilgröße oder die Strö- mungseigenschaften der Lüfterradschaufel wesentlich beeinflusst werden. Das wirkt sich wiederum negativ auf die kosten und Strömungseigenschaften des Lüfterrads aus.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Lüfterradschaufel mit erhöhter Steifigkeit sowie ein entsprechendes Lüfterrad bereit zu stellen. Diese Aufgaben werden durch die Merkmalskombinationen gemäß der Patentansprüche 1 und 18 gelöst.
Erfindungsgemäß wird eine Lüfterradschaufel mit einem Schaufelkörper vorgeschlagen, der eine Anströmkante und einer Abströmkante aufweist, die in einer Schaufellängsrichtung gesehen einander gegenüber liegen. Der Schau- felkörper bildet in einem Querschnitt senkrecht zur Schaufellängsrichtung zumindest eine Welle aus, deren Wellenkamm sich zumindest abschnittsweise in der Schaufellängsrichtung zwischen der Anströmkante und der
Abströmkante erstreckt. Die Welle ist gekennzeichnet durch einen Verlauf des Strömungskörpers senkrecht zur Schaufellängsrichtung mit mindestens einer positiven Steigung, dem sich daran anschließenden Wellenkamm und einer sich an den Wellenkamm anschließenden negativen Steigung.
In einer für die Steifigkeitserhöhung vorteilhaften Ausbildung weist die zu- mindest eine Welle einen sinusförmigen Querschnitt auf. Alternativ sind auch Ausführungen umfasst, bei denen die zumindest eine Welle einen Wellenberg mit einem Wellenkamm ausbildet, die zusammen einen dreieckigen Querschnitt aufweisen. Ein von Welle geformter Wellenberg erstreckt sich in Querrichtung über eine vorbestimmte Länge des Schaufelkörpers. Die Steigungen des Wellenbergs können in einem Schnitt in Querrichtung gesehen symmetrisch oder unsymmetrisch sein, je nachdem an welcher Stelle innerhalb der Lüfterradschaufel welche Steifigkeit bevorzugt wird. Der Wellenberg kann sich über einen Teil- breite oder die gesamte Breite der Lüfterradschaufel erstrecken, je nachdem in welchem Bereich die Versteifung realisiert werden soll.
In einer vorteilhaften Ausführung ist vorgesehen, dass sich die zumindest eine Welle über die gesamte Länge der Lüfterradschaufel in Schaufellängsrichtung zwischen der Anströmkante und der Abströmkante erstreckt und über mehrere zueinander in Schaufellängsrichtung beabstandete zur Schaufellängsrichtung senkrechte Querschnitte einen geometrisch konstanten Verlauf aufweist. Das bedeutet, dass die Welle über ihre Erstreckung von der Anströmkante zur Abströmkante gleich geformt ist.
Alternativ wird bei der Lüfterradschaufel vorgesehen, dass sich die zumin- dest eine Welle über die gesamte Länge der Lüfterradschaufel in Schaufellängsrichtung zwischen der Anströmkante und der Abströmkante erstreckt und über mehrere zueinander in Schaufellängsrichtung beabstandete zur Schaufellängsrichtung senkrechte Querschnitte einen sich geometrisch verändernden Verlauf aufweist. Dies impliziert die Möglichkeit eines sich von der Anströmkante zur Abströmkante veränderlichen Verlaufs der über die Schaufellängsrichtung.
Ferner ist eine Ausführung günstig, bei der in Querrichtung senkrecht zur Schaufellängsrichtung eine Vielzahl von geometrisch identischen Wellen ausgebildet ist, deren Wellenkämme in Schaufellängsrichtung parallel verlaufen. Dabei können die Wellenkämme sinusförmig gerundet, dreieckig gezackt oder mehreckig mit einem Wellenkammplateau ausgebildet werden.
In einer Weiterbildung wird die Steifigkeit der Lüfterradschaufel ferner erhöht, indem der Schaufelkörper in Schaufellängsrichtung und/oder in Querrichtung in sich verspannt ausgebildet ist. Die Verspannung wird in einer Ausführungsvariante durch eine lokale oder flächige Massiv- und/oder Kaltverformung des Schaufelkörpers gebildet, wodurch in das Material des Schaufelkörpers ein festigkeitssteigernder Spannungsgradient induziert wird. Alterna- tiv wird dies auch durch eine lokale thermische Verspannung, in einer Ausführungsvariante beispielsweise durch geführte Abkühlungsvorgänge mit variierenden Abkühlgeschwindigkeiten in unterschiedlichen Bereichen der Lüfterradschaufel, erreicht.
In einer weiteren Alternative wird der Schaufelkörper einer Lüfterradschaufel aus Kunststoff durch eine Behinderung von Verformungen oder Rückverfor- mungen von Kunststoffen mit Formgedächtniseigenschaften verspannt.
In einem weiteren alternativen Ausführungsbeispiel wird der Schaufelkörper in Schaufellängsrichtung und/oder in Querrichtung durch lokal unterschiedliche Wandstärken des Schaufelkörpers in Schaufellängsrichtung und/oder in Querrichtung in sich verspannt ausgebildet.
Alternativ oder zusätzlich wird in einer Weiterbildung der Lüfterradschaufeln vorgesehen, dass der Schaufelkörper in Querrichtung gesehen gegenüber liegende und an Querkanten des Schaufelkörpers angrenzende Quer- Randbereiche aufweist, wobei in zumindest einem der Quer-Randbereiche mindestens eine Spannungskerbe ausgebildet ist.
Alternativ oder zusätzlich ist ferner vorsehbar, dass der Schaufelkörper in Schaufellängsrichtung gesehen gegenüber liegende und an die Anströmkan- te und die Abströmkante des Schaufelkörpers angrenzende Längs- Randbereiche aufweist, wobei in zumindest einem der Längs-Randbereiche mindestens eine Spannungskerbe ausgebildet ist.
Eine entsprechende Spannungskerbe wird in Ausführungsbeispielen als Durchgangsbohrung in Dickenrichtung der Lüfterradschaufel oder als lokale Ausnehmung realisiert. Die lokale Ausnehmung weist vorzugsweise in einer Draufsicht auf eine Oberfläche (Druckseite/Saugseite) des Schaufelkörpers gesehen eine Dreiecks-, Vierecks- oder Vielecksform auf. Durch die eine oder mehrere Spannungskerben werden die Spannungslinien im an die Spannungskerbe(n) angrenzenden Schaufelkörper umgelenkt, so dass lokale Spannungsgradienten erhöht und mithin die lokale Vorspannung sowie die Steifigkeit der Lüfterradschaufel vergrößert werden.
Vorteilhaft ist ferner eine Ausbildung, bei der die mindestens eine Spannungskerbe die lokale Spannungskonzentration bis unterhalb der jeweiligen werkstoffspezifischen plastischen Fließgrenze anhebt oder eine teilplastische Werkstoffverformung vorsieht, so dass Mikrowerkstoffverformungen Spannungsgradienten oberhalb der Fließgrenze lokal reduzieren und somit lokale maximale Spannungsinduzierungen verbleiben, die vorzugsweise an der oberen Grenze der elastischen Werkstoffeigenschaften liegen. In einer speziellen Umsetzung innerhalb eines der Randbereiche wird vorgesehen, dass die mindestens eine Spannungskerbe an mindestens einer Querkante und/oder mindestens einer der Anströmkante und Abströmkante des Schaufelkörpers ausgebildet ist.
Die Größe des jeweiligen Längs-Randbereichs in Schaufellängsrichtung wird vorzugsweise über eine Länge festgelegt, die einem 2 - 550-fachen der
Schaufeldicke in Dickenrichtung der Lüfterradschaufel entspricht. In Schaufellängsrichtung erstreckt sich der jeweilige Randbereich über maximale Länge von 20% einer Gesamtlänge der Lüfterradschaufel in Schaufellängs- richtung.
Die Erfindung umfasst ferner das Lüfterrad mit mindestens einer, vorzugsweise einer Vielzahl von Lüfterradschaufeln mit einer der vorstehend beschriebenen Ausführungen. In einer Weiterbildung des Lüfterrad ist vorgesehen, dass die mindestens eine Lüfterradschaufel elastisch vorgespannt an dem Lüfterrad befestigt, beispielsweise an einer Deck- und/oder Bodenscheibe eines Radiallüfterrads verschweißt oder verpresst ist.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprü- chen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Ausschnitts einer
Lüfterradschaufel in einer ersten Ausführung; Fig. 2 eine schematische Ansicht eines Ausschnitts einer
Lüfterradschaufel in einer zweiten Ausführung;
Fig. 3 eine schematische Ansicht eines Ausschnitts einer
Lüfterradschaufel in einer dritten Ausführung;
Fig. 4 eine schematische Ansicht eines Ausschnitts einer
Lüfterradschaufel in einer vierten Ausführung;
In Figur 1 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Ausschnitts einer Lüfterradschaufel 1 in einer ersten Ausführung dargestellt, dessen Schaufelkörper eine Anströmkante 2 und eine in Schaufellängsrichtung L gegenüberliegende Abströmkante 3 aufweist. Die im bestimmungsgemäßen Gebrauch vorgesehene Luft-Strömungsrichtung erfolgt in Schaufellängsrichtung L. In Querrichtung Q, senkrecht zur Schaufellängsrichtung L, weist der Schaufelkörper gegenüber liegende Querkanten 4, 5 auf, entlang derer die Lüfterradschaufel 1 an Bauteile eines Lüfterrads 50 befestigbar, beispiels- weise die Deck- und Bodenscheibe wie in Fig. 6 gezeigt. An dem an die Querkante 5 angrenzenden Randbereich weist der Schaufelkörper eine Spannungskerbe 15 in Dreiecksform auf.
Der Schaufelkörper bildet im Querschnitt senkrecht zur Schaufellängsrichtung L eine Welle 6 aus, deren Wellenkamm 7 sich über die gesamte Schaufellänge in Schaufellängsrichtung L zwischen der Anströmkante 2 und der Abströmkante 3 erstreckt und gerundet ausgebildet ist. Die einzelne Welle 6 weist einen sinusförmigen Querschnitt aus und bildet einen symmetrischen Wellenberg mit dem Wellenkamm 7 an der höchsten Erhebung und gleichen angrenzenden Steigungen aus. Die Übergänge des Schaufelkörpers zur der ausgebildeten Welle 6 sind in Querrichtung fließend.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 ist identisch zu dem in Figur 1 , bis auf, dass die Welle 6 eine größere Steigung an dem Wellenberg ausbildet, und somit der Wellenkamm 7 spitzer zuläuft. Der Wellenberg bildet mit dem Wellenkamm 7 im Querschnitt gesehen ein Dreieck aus. Die Übergänge des Schaufelkörpers zur der Welle 6 sind in Querrichtung jeweils mit Kanten 17, 18 versehen, so dass ein sprunghafter Verlauf der Welle 6 vorliegt.
In einer Abwandlung zum Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 sind in der Ausführung gemäß Figur 3 in Querrichtung Q senkrecht zur Schaufellängsrichtung L eine Vielzahl von geometrisch identischen, sinusförmigen Wellen 6 ausgebildet, deren Wellenkämme 7 in Schaufellängsrichtung L parallel von der Anströmkante 2 bis zur Abströmkante 3 verlaufen. Die Vielzahl der Wellen 6 ist über die gesamte Breite in Querrichtung der Lüfterradschaufel 1 vorgesehen. An dem an die Abströmkante 3 angrenzenden Randbereich weist der Schaufelkörper drei in Querrichtung beabstandete Spannungskerben 16 in quadratischer Form auf. Zudem ist unmittelbar an die Anströmkante 2 Spannungskerbe 13 in Dreicksform eingesenkt.
In entsprechender Abwandlung zu Figur 2 sind in der Ausführung gemäß Figur 4 in Querrichtung Q senkrecht zur Schaufellängsrichtung L eine Vielzahl von geometrisch identischen, Wellen 6 ausgebildet, die im Querschnitt jedoch eine Zickzack-Form aufweisen. Die einzelnen Wellenkämme 7 sind dabei spitzer als bei der Sinusform gemäß Figur 3. Es ist darauf zu achten, dass die Darstellung in Figur 4 gegenüber den Ansichten in Fig. 1-3 um 90° gedreht ist.
Als weiteres Ausführungsbeispiel zeigt Figur 5 eine Laufradschaufel 1 , wobei die Wellen 6 einen rechteckigen, im Wesentlichen quadratischen Querschnitt aufweisen. Die Wellen 6 verlaufen in Schaufellängsrichtung L über die gesamte Länge des Lüfterrads 1 von der Anströmkante 2 bis zur Abströmkante 3. Die Wellenberge der Wellen 6 erstrecken sich über die gesamte Breite der Lüfterradschaufel 1 in Querrichtung Q.
In Figur 6 ist ein Laufrad 50 mit einer Deckscheibe 51 und einer Bodenscheibe 52 perspektivisch dargestellt. Die Deckscheibe 51 bildet eine axiale Ein- lassöffnung, über die das Lüfterrad 50 Luft ansaugt. Zwischen den
Lüfterradschaufeln 1 sind Aublaskanäle zum radialen Ausblasen der Luft vorgesehen.
Auch wenn Spannungskerben 13, 15, 16 an nur einigen beispielhaften Positionen und in beispielhaften Formen bei manchen Ausführungsvarianten gezeigt sind, können diese auch an den anderen Ausführungsbeispielen gemäß der vorliegenden Offenbarung vorgesehen werden.

Claims

Lüfterradschaufel mit einem Schaufelkörper, der eine Anströmkante und einer Abströmkante aufweist, die in einer Schaufellängsrichtung gesehen einander gegenüber liegen, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaufelkörper in einem Querschnitt senkrecht zur Schaufellängsrichtung zumindest eine Welle ausbildet, deren Wellenkamm sich zumindest abschnittsweise in der Schaufellängsrichtung zwischen der Anströmkante und der Abströmkante erstreckt.
Lüfterradschaufel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Welle einen sinusförmigen Querschnitt aufweist.
Lüfterradschaufel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Welle einen Wellenberg mit einem Wellenkamm ausbildet, die zusammen einen dreieckigen Querschnitt ausbilden.
Lüfterradschaufel nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Welle einen Wellenberg ausbildet, der sich in Querrichtung über eine vorbestimmte Länge des Schaufelkörpers erstreckt.
Lüfterradschaufel nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die zumindest eine Welle über die gesamte Länge der Lüfterradschaufel in Schaufellängsrichtung zwischen der Anströmkante und der Abströmkante erstreckt und über mehrere zueinander in Schaufellängsrichtung beabstandete zur Schaufellängsrichtung senkrechte Querschnitte einen geometrisch konstanten Verlauf aufweist.
6. Lüfterradschaufel nach einem der vorigen Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die zumindest eine Welle über die gesamte Länge der Lüfterradschaufel in Schaufellängsrichtung zwischen der Anströmkante und der Abströmkante erstreckt und über mehrere zueinander in Schaufellängsrichtung beabstandete zur Schaufellängsrichtung senkrechte Querschnitte einen sich geometrisch verändernden Verlauf aufweist.
7. Lüfterradschaufel nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Querrichtung senkrecht zur Schaufellängsrichtung eine Vielzahl von geometrisch identischen Wellen ausgebildet sind, deren Wellenkämme in Schaufellängsrichtung parallel verlaufen.
8. Lüfterradschaufel nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaufelkörper in Schaufellängsrichtung und/oder in Querrichtung in sich verspannt ausgebildet ist, wobei die Verspannung gebildet ist durch eine lokale oder flächige assiv- und/oder Kaltverformung des Schaufelkörpers.
9. Lüfterradschaufel nach einem der vorigen Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaufelkörper in Schaufellängsrichtung und/oder in Querrichtung in sich verspannt ausgebildet ist, wobei die Verspannung gebildet ist durch eine lokale thermisch induzierte Spannung in den Schaufelkörper.
10. Lüfterradschaufel nach einem der vorigen Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaufelkörper in Schaufellängsrichtung und/oder in Querrichtung in sich verspannt ausgebildet ist, wobei die Verspannung gebildet ist durch lokal unterschiedliche Wandstärken des Schaufelkörpers in Schaufellängsrichtung und/oder in Querrichtung. 1. Lüfterradschaufel nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaufelkörper in Querrichtung gesehen gegenüber liegende und an Querkanten des Schaufelkörpers angren- zende Quer-Randbereiche aufweist, wobei in zumindest einem der Quer-Randbereiche mindestens eine Spannungskerbe ausgebildet ist.
12. Lüfterradschaufel nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaufelkörper in Schaufellängsrichtung gesehen gegenüber liegende und an die Anströmkante und die
Abströmkante des Schaufelkörpers angrenzende Längs-Randbereiche aufweist, wobei in zumindest einem der Längs-Randbereiche mindestens eine Spannungskerbe ausgebildet ist.
13. Lüfterradschaufel nach einem der vorigen beiden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Spannungskerbe als Durchgangsbohrung in Dickenrichtung der Lüfterradschaufel oder als lokale Ausnehmung ausgebildet ist.
14. Lüfterradschaufel nach einem dem vorigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die lokale Ausnehmung in einer Draufsicht auf eine Oberfläche des Schaufelkörpers eine Dreiecks-, Vierecks- oder Vielecksform aufweist.
15. Lüfterradschaufel nach einem der vorigen Ansprüche 1 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Spannungskerbe an mindestens einer Querkante und/oder mindestens einer der Anströmkante und Abströmkante des Schaufelkörpers ausgebildet ist.
16. Lüfterradschaufel nach einem der vorigen Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass sich der jeweilige Längs-Randbereich in Schaufellängsrichtung über eine Länge erstreckt, die einem 2 - 550- fachen einer Schaufeldicke in Dickenrichtung der Lüfterradschaufel entspricht.
17. Lüfterradschaufel nach einem der vorigen Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass sich der jeweilige Längs-Randbereich in Schaufellängsrichtung über maximale Länge von 20% einer Gesamtlänge der Lüfterradschaufel in Schaufellängsrichtung erstreckt.
18. Lüfterrad umfassend mindestens eine Lüfterradschaufel nach einem der vorigen Ansprüche.
19. Lüfterrad nach dem vorigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Lüfterradschaufel elastisch vorgespannt an dem Lüfterrad befestigt ist.
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