DE2710041A1

DE2710041A1 - Schaufelrad

Info

Publication number: DE2710041A1
Application number: DE19772710041
Authority: DE
Inventors: Erman V Cavagnero; Ashok Z Patel
Original assignee: Torin Corp
Current assignee: Madison Management Group Inc
Priority date: 1977-03-08
Filing date: 1977-03-08
Publication date: 1978-09-14

Description

Die Erfindung betrifft ein Schaufelrad, insbesondere für Lüfter und Schraubengebläse·

Schaufelräder mit relativ breiten, aber kurzen Schaufeln haben Leistungsdaten, die für gewisse Anwendungsfälle äußerst erwünscht sind. Solche Schaufelräder erfordern einen beträchtlichen Grad an Konstruktionsfestigkeit, insbesondere in den Nabenabschnitten, in den Sternarmen und an Innenteilen der Schaufeln. Demgemäß ist es üblich, einen gesonderten Radstern aus relativ dickem Blech herzustellen und außerdem vier gesonderte Blechschaufeln anzufertigen, die an inneren Endteilen an dem Stern befestigt werden und in einigen Fällen aus einem relativ dünneren Blech

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bestehen. Selbst in den Fällen, in denen Blech gleicher Dicke für den Radstern und die Schaufeln benutzt wird, müssen somit die gesonderten Schritte des Herstellers von einzelnen Radsternen und Schaufeln und des anschließenden Befestigens der Schaufeln an dem Stern an vier diskreten Stellen ausgeführt werden. Wenn die Schaufeln aus dünnerem Blech als der zugeordnete Radstern hei— gestellt sind, ist es selbstverständlich außerdem erforderlich, zwei verschiedene Blechdicken bereitzustellen.

Ziel der Erfindung ist es, ein Lüftei— oder Schraubengebläseschaufelrad der oben genannten Art zu schaffen, das einfacher herstellbar ist.

Das Schaufelrad nach der Erfindung kann insgesamt aus Blech oder dgl. mit derselben relativ geringen Dicke hergestellt werden, es hat nur zwei ähnliche oder gleiche Teile, im Vergleidi zu den fünf Teilen bekannter Konstruktionen, und es ist trotzdem ebenso robust und zuverlässig im Gebrauch wie bekannte Schaufelräder.

Ferner schafft die Erfindung eine verbesserte Lüfter- oder Schraubengebläseschaufelradkonstruktion, bei welcher einstückig ausgebildete relativ breite Schaufeln und schmale Radsternarme vorgesehen sind, um das gewünschte Schrägstellen der Schaufeln an den Sternarmen zu ermöglichen, ohne daß es zu einer unerwünschten Verformung der Schaufeln und damit verbundenen Leistungsverlusten kommt".

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Weiter schafft die Erfindung eine Lüfter- oder Schraubengebläseschaufelradkonstruktion, in welcher gleiche Stern-Schaufel-Schnittteile bei der Herstellung von Schaufelrädern benutzt werden können, die verschiedene unterschiedliche Schaufelsteigungswinkel haben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eiie Draufsicht auf ein Gebläserad nach

der Erfindung,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Gebläserades von Fig. 1,

und

Fig. 3 eine Draufsicht auf ein einzelnes Stern-

Schau fei-Schnittet I, das bei der Herstellung des Gebläserades verwendet wird.

Gemäß der Darstellung in den Fig. 1 und 2 weist ein Gebläserad, das in seiner Gesamtheit mit der Bezugszahl 10 bezeichnet ist, ein Paar gleiche Stern-Schaufel-Teile 12,12 auf. In Fig. 3 ist ein einzelnes Schnitteil oder teilweise geformtes Stern-Schaufel Teil 12 dargestellt, das als repräsentativ für die Stern-Schaufel— Teile 12,12 angesehen werden kann. Vorzugsweise werden die Teile 12,12 aus Blech hergestellt, im Rahmen der Erfindung sind jedoch auch Kunststoff und andere Materialien verwendbar.

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Jedes Stern-Schaufel-Teil 12 hat einen im wesentlichen ebenen, zentrisch angeordneten Nabenabschnitt 16· Die Nabenabschnitte 16,1Θ der beiden Teile 12,12 sind in den Fig. 1 und 2 in dem zusammengebauten Zustand des Gebläserades dargestellt, in welchem die beiden Teile 12,12 einander berühren und übereinander angeordnet sind. Einstückig mit jedem Nebenabschnitt 16 sind zwei rechtwinkelig angeordnete Paare von relativ schmalen, radial nach außen abstehenden Sternarmen 18,18 und 20,20 gebildet. Gemäß der Darstellung in der Zeichnung ist jeder Sternarm mit dem Nabenabschnitt 16 an einem radial inneren Endteil einstückig verbunden und inn wesentlich koplanar, und in seinem Endzustand ist jeder Sternarm 18,20 in einem Mittelteil verwunden, so daß radial äußere Endteile der Arme jedes Paares in entgegengesetzten Richtungen in bezug auf den Nabenabschnitt geneigt sind (Fig. 2).

An den radial äußeren Endteilen von jedem der Arme 18,18 eines der Paare von Sternarmen ist ein Paar Luftförderschaufeln 24,24 vorgesehen. Die Schaufeln 24,24 sind einstückig mit den Stemarm en 18,18 gebildet und stehen von diesen radial nach außen vor. Die Schaufeln sind relativ breit, wie oben erwähnt. Die gewünschte Schrägstellung der Schaufeln wird durch das genannte Verwinden der Sternarme in den Mittelteilen erreicht und es kommt demgemäß zu keiner Verformung der Schaufeln (Fig. 2). Weiter ist zu erkennen, daß der Schaufelsteigungswinkel gänzlich durch das Ausmaß oder den Grad des Verwtndens der Sternarme festgelegt wi rd und daß eine einzelne Stern-Schaufel-Schnitteilkonstruktion benutzt wenden kann, um Gebläseräder mit verschiedenen Schaufelsteigungsgraden herzustellen.

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Fig. 3 zeigt, insbesondere hinsichtlich der Sternarme 20,20, daß zwei seitlich abstehende Schaufeltragteile 26,26 einstückig mit den Armen gebildet sind. Das heißt jeder Arm 20 hat ein seitlich abstehendes Schaufeltragteil 26, das einstückig an seinem äußeren Endteil gebildet ist und in bezug auf dieses radial nach außen und zur Seite vorsteht. Das Verwinden der Arme 20,20 in den Zwischenteilen wird mit den Armen 18,18 ausgeführt, um die Teile 26,26 schrägzustellen, damit sie die Schaufeln berühren und abstützen.

Wenn die Stern-Schaufel-Teile 12,12 in rechtwinkeliger Lage zusammengebaut sind, wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, liegen die Halteteile 26,26 des einen Teils an den Schaufeln 24,24 des anderen Teils an und stützen sie ab, wie dargestellt, wobei die seitlichen Halteteile 26,26 des vertikalen Stern-Schaufel-Teils 12 hinter den Schaufeln 24,24 des horizontalen Teils 12 in Fig. 1 angeordnet sind. Somit wird durch Befestigung der Halteteile an den Schaufeln der gewünschte Grad an Konstruktionsfestigkeit und Haltbarkeit an inneren Schaufelteilen geschaffen. Das Aneinanderbefestigen der Stern-Schaufel-Teile 12,12 im zusammengebauten Zustand erfolgt vorzugsweise durch Schweißen und, wie dargestellt, sind mehrere Schweißbereiche in Form von mehreren, im wesentlichen in gleichen Abständen angeordneten Schweißpunkten 28,28 vorgesehen. Die Punktschweißbereiche 28,28 erstrecken sich vorzugsweise durch die aneinandergrenzenden Bereiche zwischen seitlichen Tragteilen 26,26 und Schaufeln 24,24 hindurch, durch die aneinandergrenzenden Bereiche der Sternarme 18,18 und 20,20

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hindurch und durch die aneinandergrenzenden Bereiche der Nabenabschnitte 16,16 hindurch.

Verschiedene Abmessungsverhältnisse vcn Teilen liegen im Rahmen der Erfindung. Es ist jedoch wichtig, die Abmessungsverhältnisse innerhalb gewählter Bereiche zu halten. So ist eine relativ breite und kurze Schaufelkonfiguration erwünscht und, um das erforderliche Schrägstellen der Schaufeln ohne unerwünschte Schaufelverformung zu ermöglichen, ist eine relativ' schmale Sternarmkonfiguration wesentlich. Das heißt die Breite der Sternarme 18,18 und 20,20 muß wesentlich kleiner sein als die der Schaufeln 24,24 und demgemäß ist die Schaufelbreite wenigstens doppelt so groß wie die Breite der Sternarme.

In der dargestellten bevorzugten Ausfuh rungs form des Gebläserades ist die Schaufelbreite ungefähr viermal so groß wie die Breite der Sternarme. Jedes seitliche Schaufeltragteil 26 sollte in der Breite wenigstens 50 % größer sein als sein zugeordneter Sternarm 20 und, wie dargestellt, beträgt die Breite jedes Halteteils 26 ungefähr das Doppelte der Breite des Sternarms 20. Weiter sollte die seitliche Ausdehnung jedes Tragteils 26 über seiner zugeordneten Schaufel 24 wenigstens ein Drittel der Breite der Schaufel betragen. Vorzugsweise erstrecken sich die Tragteile ungefähr über die Hälfte der Breite der zugeordneten Schaufel, wie in der Zeichnung dargestellt. Schließlich haben die Schaufeln 24,24 jeweils eine Breite, die wenigstens gleich

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einem Drittel ihrer Länge ist, und vorzugsweise ist bei den Schaufeln die Breite ungefähr gleich der Länge.

Die rechtwinkelige Lage der Stern-Schaufel-Teile kann sich außei— dem um einige Grade ändern und, zur besseren Lärmdämpfung, sogar bis zu 20 %. Es ist also für die Erfindung nur wesentlich, daß die gegenseitige Lage "im wesentlichen" rechtwinkelig ist.

Es hat sich gezeigt, daß mit den oben angegebenen Abmessungsverhältnissen ein vernünftiger Kompromiß erzielt wird. Das Gebläserad kann insgesamt aus einem relativ dünnen Blech hergestellt werden, es kann eine zweiteilige Gebläseradkonstruktion geschaffen werden und es ergibt sich ein hoher Grad an Konstruktionsfestigkeit insbesondere in den eine doppelte Dicke aufweisenden Bereichen der Nabenabschnitte und der Sternarme und zwischen Tragteilen und Schaufeln. Weiter kann der gewünschte Schaufelsteigungswinkel in einer gegebenen Gebläsekonstruktion ohne weiteres vorgesehen werden, ohne daß es zu einer unerwünschten Verformung der Schaufeln und zu Leistungsverlusten kommt. Bei Bedarf können Gebläseräder mit verschiedenen Schaufelsteigungen aus einer einzigen Lagergröße von Stern-Schaufel-Schnitteilen hergestellt werden.

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Claims

Patentansprüche:

11". Schaufelrad, insbesondere für Lüfter und Schraubengeblase, gekennzeichnet durch zwei ähnliche Stern-Schaufel-Teile (12,12), die jeweils einen im wesentlichen ebenen, zentralen Nabenabschnitt (16) haben, durch zwei im wesentlichen rechtwinkelig zueinander angeordnete Paare von schmalen, radial nach außen vorstehenden Sternarmen (18,18), von denen jeder mit dem Nabenabschnitt (16) an einem radial inneren Endteil ein Ganzes bildet und in einem Mittelteil verwunden ist, so daß radial äußere Endteile der Arme jedes Paares in entgegengesetzten Richtungen in bezug auf den Nabenabschnitt geneigt sind, durch zwei Luftförderschaufeln (24,24), die an inneren Endteilen mit den äußeren End— teilen der Sternarme (18,18) eines der Sternarmpaare ein Ganzes bilden, durch zwei seitlich vorstehende Schaufeltragteile (26,26), die mit den äußeren Endteilen des anderen Sternarmpaares ein Ganzes bilden, wobei jedes seitliche Schaufeltragteil eine Breite hat, die wenigstens 50 % größer ist als jeder Sternarm, wobei jede Schaufel eine Breite hat, die wenigstens doppelt so groß ist

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ORIGINAL IN8PECTEÖ

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wie die Breite jedes Sternarms, wobei jede Schaufel eine Breite hat, die wenigstens gleich einem Drittel ihrer Länge ist, und wobei die beiden Stern-Schaufel-Teile (12,12) rechtwinkelig zueinander so angeordnet sind, daß ihre Nabenabschnitte (16,16) und Sternarme (18,18) mit ihren Flächen aneinanderliegen und daß die seitlichen Tragteile eines Teils an inneren Endteilen der Schaufeln des anderen Teils anliegen und diese abstützen, und durch Mittel (28,28) , mittels welchen die Nabenabschnitte, Sternarme, Tragteile und Schaufeln aneinander befestigt sind.
2. Schaufelrad nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß sich jedes seitliche Tragteil (26) über wenigstens ein Drittel der Breite seiner zugeordneten Luftförderschaufel (24) erstreckt.
3. Schaufelrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich jedes seitliche Tragteil (26) ungefähr über die Hälfte der Breite seiner zugeordneten Luftförderschaufel (24) erstreckt.
4. Schaufelrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Luftförderschaufel (24) eine Breite hat, die ungefähr viermal so groß ist wie die jedes Sternarms (18).
5. Schaufelrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Luftförderschaufel (24) ungefähr gleiche Breite und Länge hat.

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6. Schaufelrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes seitliche Tragteil (26) ungefähr doppelt so breit ist wie jeder Stemarm (18).
7. Schaufelrad nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel (28,28) Schweißbereiche zwischen aneinandergrenzenden Sternarmen (18,18) und zwischen aneinandergrenzenden Tragteilen (26,26) und Schaufeln (24,24) sind.
8. Schaufelrad nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel (28,28) Schweißbereiche zwischen aneinandergrenzenden Nabenabschnitten (16,16) und zwischen aneinandergrenzenden Tragteilen (26,26) und Schaufeln (24,24) sind.
9. Schaufelrad nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel (28,28) Schweißbereiche zwischen aneinandergrenzenden Nabenabschnitten (16,16), Sternarmen (18,18) und Tragteilen (26,26) und Schaufeln (24,24) sind.
10. Schaufelrad nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißbereiche mehrere, im wesentlichen in gleichen Abständen angeordnete Punktschweißungen sind.

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