EP2055963A2 - Ventilator with ventilator blade - Google Patents

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EP2055963A2
EP2055963A2 EP08166172A EP08166172A EP2055963A2 EP 2055963 A2 EP2055963 A2 EP 2055963A2 EP 08166172 A EP08166172 A EP 08166172A EP 08166172 A EP08166172 A EP 08166172A EP 2055963 A2 EP2055963 A2 EP 2055963A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fan
blades
fan blades
ventilator
shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP08166172A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP2055963A3 (en
Inventor
Hartmut Walter
Andreas Bethge
Hartmut Rauch
Jochen Schmidt
Gunnar Schubert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP2055963A2 publication Critical patent/EP2055963A2/en
Publication of EP2055963A3 publication Critical patent/EP2055963A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • F04D29/60—Mounting; Assembling; Disassembling
    • F04D29/64—Mounting; Assembling; Disassembling of axial pumps
    • F04D29/644—Mounting; Assembling; Disassembling of axial pumps especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/646—Mounting or removal of fans
    • 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
    • F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • F04D29/34—Blade mountings
    • F04D29/36—Blade mountings adjustable

Definitions

  • the invention relates to a fan with attachable to a hub fan blades.
  • Fan blades in particular on rotating turbomachines, are exposed to extreme centrifugal force during operation.
  • the used fan blades should be adjustable in angle, in order to change the air flow.
  • the previous fan have fan blades, which are screwed with a threaded foot in the shaft, which has the disadvantage that changes the fan outer diameter at an angular displacement of the fan blades. This requires elaborate reworking and elaborate rebalancing of the fan. In addition, it is disadvantageous that the fan blades on otherwise finished rotor can be assembled and disassembled extremely expensive.
  • the distance to the adjacent fan blades must be at least half of a fan blade width, so that when disassembling a fan blade that can be turned out of its threaded hole. That is, the distance of the individual fan blades is clearly defined by this type of attachment in the fan hub.
  • the centrifugal stress of the fan blades can also be compensated by suitable, in particular high-strength materials.
  • suitable, in particular high-strength materials In order to avoid the static charge while the fan blades are provided with conductive coating such as paint. This coating dissolves in operation due to aging or mechanical stress.
  • the present invention seeks to provide a fan with individual fan blades, which has grown on the one hand, the enormous centrifugal stresses in the operation, especially in turbomachinery with speeds greater than 3600 revolutions per minute, in a simple manner to assemble or disassemble is, as well as having sufficient electrical conductivity to dissipate the static charge during operation.
  • a fan having individual attachable to a shaft or a hub part fan blades, the fan is particularly suitable for use in turbomachinery with speeds from 3600 revolutions per minute, with the individual fan blades in the form of a bayonet connection Anti-rotation are arranged on the shaft or the hub part.
  • the fan blades By attaching the fan blades in the form of a bayonet mount with anti-rotation both the centrifugal forces during operation of the turbomachine, as well as the predetermined angular adjustments of the fan blades are mastered.
  • the fan blades are easy to assemble and disassemble due to the bayonet attachment to the hub portion of the rotor of the turbomachine. It is thus ensured even with a comparatively narrow position of the fan blades on the hub part or the shaft replacement of a fan blade.
  • the fan outer diameter is not changed by an angular displacement of the fan blades, i. the outer circumference of the entire fan does not change due to an angle adjustment of the fan blades.
  • the rotation of a fan blade is adjusted by various latching angular positions of the bayonet closure, which is ensured by corresponding elements of the fan base and recess of the hub or an insertion in the hub.
  • a diaphragm spring presses the fan foot against the latching in particular at a standstill Elements, so that no involuntary adjustment, in particular of the angle can take place.
  • the avoidance of rotation of a fan blade is ensured by a locking screw or fixing screw.
  • the fan blades of the fan therefore have a composite material between a conductive and high-strength material. This allows the static charges on the foot and the bayonet connection directly or via the hub part, on the shaft derived
  • the composite material on a mesh or a chemical compound.
  • a material braid that contains at least carbon fibers and Kevlar fibers has proved to be particularly effective.
  • the mesh of the fan blade is located in a resin matrix with conductive material, in particular with conductive nanoparticles or soot.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a rotor of a turbomachine not shown with its arranged on a front side fan 1.
  • the fan 1 has a plurality of circumferentially arranged fan blades 2, which are arranged on a hub part 5 of the rotor.
  • the hub part 5 is directly connected to the shaft 3 of the turbomachine.
  • the self-ventilated turbomachine is provided with fan blades 2, which are alternatively positioned individually on the shaft 3.
  • Each individual fan blade 2 of the self-ventilated turbomachine is positioned on the shaft 3 or the rotor or on the hub part 5 via a bayonet connection 20 according to the invention.
  • the recesses for receiving the fan blades 2, more precisely, the respective foot parts 4 of the fan blades 2, are directly in the shaft 3 or on a separate hub part 5, which in turn is placed on the shaft 3.
  • a bayonet closure or bayonet connection 20 is generally referred to a device for comparatively easily detachable connecting two parts in the direction of its longitudinal axis.
  • the one part which is pushed over the other, has a longitudinal slot at the end of which attaches a short transverse slot at right angles.
  • the other part on the other hand, has a counter element, e.g. a respect to the circumference in sections elevation, which is introduced via the longitudinal slot in the transverse slot, and thus causes a firm connection.
  • connection of the two parts shaft 3 or hub part 5 with the fan blades 2 thus takes place via a plug-in rotary movement.
  • the elevations 9 on the foot part 4 may be dish-shaped or conical.
  • both parts are pressed against each other by a rotational movement.
  • the bayonet closure works in this case like a section thread.
  • a catch or a locking screw 7 or fixing screw is provided, which is screwed into the shaft 3 or the hub part 5.
  • the catch is realized for example by a serrated surface in the region of the transverse slot 14 of the rotary joint.
  • a plate spring 13 is provided in the recess into which the foot part 4 is inserted and twisted, so that the bead 9 is positioned in the transverse slot.
  • the plate spring 13 now presses radially against the fan base and thus causes an exact positioning.
  • in conjunction with the serrated surface of the horizontally extending transverse slot results in a sufficient anti-rotation, the effect of which increases at high speeds of the turbomachine due to the centrifugal force 11.
  • the hub part 5 is directly connected to the shaft 3 of the turbomachine, so that there is a self-ventilated turbomachine.
  • the fan blades 2 are relatively narrow staggered on the shaft or the hub part 5.
  • the bayonet connection according to the invention is applied.
  • the fan blade 2 is arranged and positioned in a suitable foot part of the hub of the fan 1 or the shaft by a plug-in rotary movement, as already explained in more detail above.
  • a catch or locking screw 7 the fan blade 2 is positioned exactly in its angular position, so that a predeterminable axial air flow is ensured by the turbo machine by the positioning of all fan blades.
  • fan blades 2 are electrostatically charged at these speeds.
  • conductive coatings are no longer sufficient, as i.a. due to the strong centrifugal forces 11, the coating detaches from the fan blades or flakes off.
  • a braided material is at least carbon fiber and Kevlar fiber.
  • the braided material 16 has carbon fibers 16 for electrical conductivity and Kevlar fibers 15 for strength. These fibers 15, 16 thus form not only the fan blade 8 but the entire fan blade 2, so that the fibers 15, 16 are already drawn into the foot part 4 during production of the fan blade 2. For an electrical voltage 12 is guaranteed at any time.
  • the mesh of the fan blade 2 is arranged in a resin matrix 18 with conductive material, in particular conductive nanoparticles 17 or soot.

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

The ventilator has ventilator blades (2) fastened to a shaft or a hub part, where the ventilator is used in a turbo machine operating at speed of 3600 revolutions per minute. The blades are arranged in the form of a bayonet connection with a locking device e.g. fixing screw, to the shaft or the hub part, where the ventilator blades are angle-adjustable. The ventilator blades form a material compound representing a material meshwork or a chemical compound, where the material meshwork contains carbon fibers and Kevlar fibers.

Description

Die Erfindung betrifft einen Lüfter mit an einer Nabe befestigbaren Lüfterflügeln.The invention relates to a fan with attachable to a hub fan blades.

Lüfterflügel, insbesondere an rotierenden Turbomaschinen, sind einer extremen Fliehkraftbelastung im Betrieb ausgesetzt. Die zum Einsatz kommenden Lüfterflügel sollen dabei winkelverstellbar sein, um den Luftdurchsatz verändern zu können.Fan blades, in particular on rotating turbomachines, are exposed to extreme centrifugal force during operation. The used fan blades should be adjustable in angle, in order to change the air flow.

Die bisherigen Lüfter weisen Lüfterflügel auf, die mit einem Gewindefuß in die Welle eingeschraubt sind, was den Nachteil aufweist, dass sich bei einer Winkelverstellung der Lüfterflügel der Lüfteraußendurchmesser ändert. Dies erfordert aufwendige Nacharbeitung und aufwändiges Nachwuchten des Lüfters. Außerdem ist dabei nachteilig, dass die Lüfterflügel an sonst fertigen Rotor nur noch äußerst aufwändig montiert und demontiert werden können.The previous fan have fan blades, which are screwed with a threaded foot in the shaft, which has the disadvantage that changes the fan outer diameter at an angular displacement of the fan blades. This requires elaborate reworking and elaborate rebalancing of the fan. In addition, it is disadvantageous that the fan blades on otherwise finished rotor can be assembled and disassembled extremely expensive.

Bei einer Montage der Lüfterflügel durch Gewinde an der Nabe des Lüfters muss nämlich der Abstand zu den benachbarten Lüfterflügeln zumindest der Hälfte einer Lüfterflügelbreite entsprechen, damit bei einer Demontage eines Lüfterflügels dieser aus seiner Gewindebohrung ausgedreht werden kann. D.h., der Abstand der einzelnen Lüfterflügel ist durch diese Art dieser Befestigung in der Lüfternabe eindeutig vorgegeben.When mounting the fan blades by thread on the hub of the fan namely the distance to the adjacent fan blades must be at least half of a fan blade width, so that when disassembling a fan blade that can be turned out of its threaded hole. That is, the distance of the individual fan blades is clearly defined by this type of attachment in the fan hub.

Des Weiteren kann erfindungsgemäß die Fliehkraftbeanspruchung der Lüfterflügel auch durch geeignete, insbesondere hochfeste Materialien kompensiert werden. Um die statische Aufladung zu vermeiden sind dabei die Lüfterflügel mit leitfähigem Überzug z.B. Lack versehen. Dieser Überzug löst sich im Betrieb aufgrund Alterung oder mechanischer Beanspruchung.Furthermore, according to the invention, the centrifugal stress of the fan blades can also be compensated by suitable, in particular high-strength materials. In order to avoid the static charge while the fan blades are provided with conductive coating such as paint. This coating dissolves in operation due to aging or mechanical stress.

Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Lüfter mit einzelnen Lüfterflügeln zu schaffen, der zum einen den enormen Fliehkraftbeanspruchungen im Betreib gewachsen ist, insbesondere bei Turbomaschinen mit Drehzahlen größer 3600 Umdrehungen pro Minute, in einfacher Art und Weise zu montieren bzw. zu demontieren ist, als auch eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit aufweist um die statische Aufladung im Betrieb abzuleiten.Proceeding from this, the present invention seeks to provide a fan with individual fan blades, which has grown on the one hand, the enormous centrifugal stresses in the operation, especially in turbomachinery with speeds greater than 3600 revolutions per minute, in a simple manner to assemble or disassemble is, as well as having sufficient electrical conductivity to dissipate the static charge during operation.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt durch einen Lüfter, der einzelne an einer Welle oder einem Nabenteil befestigbare Lüfterflügel aufweist, wobei der Lüfter insbesondere für den Einsatz in Turbomaschinen mit Drehzahlen ab 3600 Umdrehungen pro Minute einsetzbar ist, wobei die einzelnen Lüfterflügel in Form einer Bajonettverbindung mit Verdrehsicherung an der Welle oder dem Nabenteil angeordnet sind.The solution of the problem is achieved by a fan having individual attachable to a shaft or a hub part fan blades, the fan is particularly suitable for use in turbomachinery with speeds from 3600 revolutions per minute, with the individual fan blades in the form of a bayonet connection Anti-rotation are arranged on the shaft or the hub part.

Durch die Befestigung der Lüfterflügel in Form einer Bajonettbefestigung mit Verdrehsicherung werden sowohl die Fliehkräfte im Betrieb der Turbomaschine, als auch die vorgebbaren Winkelverstellungen der Lüfterflügel beherrscht. Die Lüfterflügel sind aufgrund der Bajonettbefestigung an dem Nabenteil des Rotors der Turbomaschine leicht montier- und demontierbar. Es ist somit auch bei vergleichsweise enger Stellung der Lüfterflügel auf dem Nabenteil oder der Welle ein Austausch eines Lüfterflügels gewährleistet.By attaching the fan blades in the form of a bayonet mount with anti-rotation both the centrifugal forces during operation of the turbomachine, as well as the predetermined angular adjustments of the fan blades are mastered. The fan blades are easy to assemble and disassemble due to the bayonet attachment to the hub portion of the rotor of the turbomachine. It is thus ensured even with a comparatively narrow position of the fan blades on the hub part or the shaft replacement of a fan blade.

Des Weiteren wird durch eine Winkelverstellung der Lüfterflügeln der Lüfteraußendurchmesser nicht verändert, d.h. der Außenumfang des gesamten Lüfters ändert sich durch eine Winkelverstellung der Lüfterflügel nicht.Furthermore, the fan outer diameter is not changed by an angular displacement of the fan blades, i. the outer circumference of the entire fan does not change due to an angle adjustment of the fan blades.

Die Verdrehsicherung eines Lüfterflügels stellt sich durch verschiedene verrastende Winkelstellungen des Bajonettverschlusses ein, die durch korrespondierende Elemente von Lüfterfuß und Ausnehmung der Nabe oder eines Einsetzelement in der Nabe gewährleistet wird. Dabei drückt insbesondere im Stillstand eine Tellerfeder den Lüfterfuß gegen die verrastenden Elemente, so dass keine unwillkürliche Verstellung, insbesondere des Winkels erfolgen kann.The rotation of a fan blade is adjusted by various latching angular positions of the bayonet closure, which is ensured by corresponding elements of the fan base and recess of the hub or an insertion in the hub. In particular, a diaphragm spring presses the fan foot against the latching in particular at a standstill Elements, so that no involuntary adjustment, in particular of the angle can take place.

In einer anderen Ausführungsform ist die Vermeidung einer Verdrehung eines Lüfterflügels durch eine Sicherungsschraube oder Fixierschraube gewährleistet.In another embodiment, the avoidance of rotation of a fan blade is ensured by a locking screw or fixing screw.

Durch die erfindungsgemäße Befestigung der Lüfterflügel an dem Nabenteil des Lüfters ist eine bisher nie erreichte enge Flügelstellung möglich. Dies ist insbesondere bei kleinen Wellendurchmessern von sehr hoch drehenden Turbomaschinen äußerst vorteilhaft. Damit lassen sich sehr hohe Volumenströme erzeugen, so dass eine äußerst effiziente Kühlung der Turbomaschine vorliegt.Due to the inventive attachment of the fan blades on the hub part of the fan a hitherto reached narrow wing position is possible. This is extremely advantageous especially for small shaft diameters of very high-speed turbomachines. This makes it possible to generate very high volume flows, so that an extremely efficient cooling of the turbomachine is present.

Bei sehr hohen Drehzahlen stellt sich jedoch das Problem der statischen Aufladung und gleichzeitig der Beherrschung der Fliehkräfte.At very high speeds, however, there is the problem of static charge and at the same time the control of centrifugal forces.

Die Lüfterflügel des Lüfters weisen deshalb einen Materialverbund zwischen einem leitfähigen und hochfesten Material auf. Damit lassen sich die statischen Aufladungen über den Fußteil und den Bajonettverbindung direkt oder über das Nabenteil, auf die Welle ableitenThe fan blades of the fan therefore have a composite material between a conductive and high-strength material. This allows the static charges on the foot and the bayonet connection directly or via the hub part, on the shaft derived

Vorteilhafterweise weist der Materialverbund ein Materialgeflecht oder eine chemische Verbindung auf.Advantageously, the composite material on a mesh or a chemical compound.

Als besonders wirkungsvoll hat sich ein Materialgeflecht erwiesen, das zumindest Kohlefasern und Kevlarfasern enthält.A material braid that contains at least carbon fibers and Kevlar fibers has proved to be particularly effective.

Um eine glatte Oberfläche zu erhalten befindet sich das Geflecht des Lüfterflügels in einer Harzmatrix mit leitfähigem Material, insbesondere mit leitfähige Nanopartikeln oder Ruß.In order to obtain a smooth surface, the mesh of the fan blade is located in a resin matrix with conductive material, in particular with conductive nanoparticles or soot.

Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Figuren zu entnehmen. Darin zeigen:

FIG 1
prinzipielle Darstellung eines Rotorabschnitts einer eigenbelüfteten Turbomaschine,
FIG 2 bis 5
verschiedene Darstellungen einer Vorrichtung zur Befestigung eines Lüfterflügels an einem Rotor einer eigenbelüfteten Turbomaschine,
FIG 6 bis 9
verschiedene Ansichten einer Lüfterflügels.
The invention and further advantageous embodiments of the invention are shown in the figures. Show:
FIG. 1
schematic representation of a rotor section of a self-ventilated turbomachine,
FIGS. 2 to 5
various illustrations of a device for mounting a fan blade on a rotor of a self-ventilated turbomachine,
FIGS. 6 to 9
different views of a fan blade.

FIG 1 zeigt in prinzipieller Darstellung einen Rotor einer nicht näher dargestellten Turbomaschine mit ihrem auf einer Stirnseite angeordneten Lüfter 1. Der Lüfter 1 weist mehrere in Umfangsrichtung angeordnete Lüfterflügel 2 auf, die an einem Nabenteil 5 des Rotors angeordnet sind. Das Nabenteil 5 ist mit der Welle 3 der Turbomaschine direkt verbunden. Gemäß FIG 1 ist die eigenbelüftete Turbomaschine mit Lüfterflügeln 2 versehen, die alternativ einzeln an der Welle 3 positioniert sind. Jeder einzelne Lüfterflügel 2 der eigenbelüfteten Turbomaschine ist über eine erfindungsgemäße Bajonettverbindung 20 an der Welle 3 bzw. dem Rotor oder am Nabenteil 5 positioniert. FIG. 1 shows a schematic representation of a rotor of a turbomachine not shown with its arranged on a front side fan 1. The fan 1 has a plurality of circumferentially arranged fan blades 2, which are arranged on a hub part 5 of the rotor. The hub part 5 is directly connected to the shaft 3 of the turbomachine. According to FIG. 1 the self-ventilated turbomachine is provided with fan blades 2, which are alternatively positioned individually on the shaft 3. Each individual fan blade 2 of the self-ventilated turbomachine is positioned on the shaft 3 or the rotor or on the hub part 5 via a bayonet connection 20 according to the invention.

Die Ausnehmungen zur Aufnahme der Lüfterflügel 2, genauer der jeweiligen Fußteile 4 der Lüfterflügel 2, sind direkt in der Welle 3 oder auf einem separaten Nabenteil 5, das wiederum auf der Welle 3 platziert ist.The recesses for receiving the fan blades 2, more precisely, the respective foot parts 4 of the fan blades 2, are directly in the shaft 3 or on a separate hub part 5, which in turn is placed on the shaft 3.

Als Bajonettverschluss oder Bajonettverbindung 20 bezeichnet man grundsätzlich eine Vorrichtung zum vergleichsweise leicht lösbaren Verbinden zweier Teile in der Richtung ihrer Längsachse. Der eine Teil, welcher über den anderen geschoben wird, besitzt einen Längsschlitz, an dessen Ende sich rechtwinklig ein kurzer Querschlitz ansetzt. Der andere Teil besitzt dagegen ein Gegenelement, z.B. eine bzgl. des Umfangs abschnittsweise Erhebung, das über den Längsschlitz in den Querschlitz eingeführt wird, und damit eine feste Verbindung bewirkt.As a bayonet closure or bayonet connection 20 is generally referred to a device for comparatively easily detachable connecting two parts in the direction of its longitudinal axis. The one part, which is pushed over the other, has a longitudinal slot at the end of which attaches a short transverse slot at right angles. The other part, on the other hand, has a counter element, e.g. a respect to the circumference in sections elevation, which is introduced via the longitudinal slot in the transverse slot, and thus causes a firm connection.

Die Verbindung der beiden Teile Welle 3 oder Nabenteil 5 mit den Lüfterflügeln 2 erfolgt also über eine Steck-Dreh-Bewegung. Die Gegenelemente am Lüfterfuß oder Fußteil 4, also z.B. die Erhebung, auch als Wulst 9 bezeichnet, laufen jedoch nicht rund um den Fußteil 4, sondern sind unterbrochen; sonst wäre ein Ineinanderstecken des Wulstes 9 in den Querschlitz 14 nicht möglich. Die Erhebungen 9 am Fußteil 4 können tellerförmig oder konusförmig ausgeführt sein.The connection of the two parts shaft 3 or hub part 5 with the fan blades 2 thus takes place via a plug-in rotary movement. The counter elements on the fan base or foot part 4, so for example, the survey, also referred to as a bead 9, but not run around the foot part 4, but are interrupted; otherwise a nesting of the bead 9 in the transverse slot 14 would not be possible. The elevations 9 on the foot part 4 may be dish-shaped or conical.

Um eine positionsstabile Lage des Lüfterflügels 2 an der Welle 3 oder am Nabenteil 5 zu erhalten sind mehrere Varianten möglich.In order to obtain a positionally stable position of the fan blade 2 on the shaft 3 or on the hub part 5, several variants are possible.

Wenn die Erhebungen bzw. Wülste 9 leicht schräg in der Ebene senkrecht zur Steckrichtung liegen, werden durch eine Drehbewegung beide Teile gegeneinander gepresst. Der Bajonettverschluss arbeitet also in diesem Fall wie ein abschnittsweises Gewinde.If the elevations or beads 9 are slightly inclined in the plane perpendicular to the insertion direction, both parts are pressed against each other by a rotational movement. The bayonet closure works in this case like a section thread.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung wie beispielsweise in FIG 2, 3, 5 dargestellt, ist als Verdrehsicherung dieser Steck-Dreh-Verbindung zusätzlich eine Raste oder eine Sicherungsschraube 7 bzw. Fixierschraube vorgesehen, die in die Welle 3 oder dem Nabenteil 5 geschraubt ist. Die Raste ist beispielsweise durch eine gezackte Oberfläche im Bereich des Querschlitzes 14 der Drehverbindung realisiert.In an advantageous embodiment, such as in FIGS. 2, 3, 5 shown, as rotation of this plug-in rotary connection additionally a catch or a locking screw 7 or fixing screw is provided, which is screwed into the shaft 3 or the hub part 5. The catch is realized for example by a serrated surface in the region of the transverse slot 14 of the rotary joint.

Zusätzlich zu den oben beschriebenen Ausführungsformen ist eine Tellerfeder 13 in der Ausnehmung vorgesehen, in die der Fußteil 4 eingesetzt und verdreht wird, so dass der Wulst 9 in dem Querschlitz positioniert ist. Die Tellerfeder 13 drückt dabei nun radial gegen den Lüfterfuß und bewirkt somit eine exakte Positionierung. Insbesondere in Verbindung mit der gezackten Oberfläche des horizontal verlaufenden Querschlitzes ergibt sich eine ausreichende Verdrehsicherung, deren Wirkung sich bei hohen Drehzahlen der Turbomaschine aufgrund der Fliehkraft 11 noch verstärkt.In addition to the above-described embodiments, a plate spring 13 is provided in the recess into which the foot part 4 is inserted and twisted, so that the bead 9 is positioned in the transverse slot. The plate spring 13 now presses radially against the fan base and thus causes an exact positioning. In particular, in conjunction with the serrated surface of the horizontally extending transverse slot results in a sufficient anti-rotation, the effect of which increases at high speeds of the turbomachine due to the centrifugal force 11.

Das Nabenteil 5 ist mit der Welle 3 der Turbomaschine direkt verbunden, so dass eine eigenbelüftete Turbomaschine vorliegt. Um einen ausreichenden Luftdurchsatz durch die Turbomaschine zu erhalten, werden die Lüfterflügel 2 auf der Welle bzw. dem Nabenteil 5 vergleichsweise eng gestaffelt. Da aber eine Montage von engstehenden Lüftern mit herkömmlichen Gewindeverbindungen nicht möglich ist, wird die erfindungsgemäße Bajonettverbindung angewendet. Dabei wird der Lüfterflügel 2 durch eine Steck-Dreh-Bewegung, wie sie oben bereits näher erläutert ist, in einem geeigneten Fußteil der Nabe des Lüfters 1 oder der Welle angeordnet und positioniert. Mittels einer Raste oder Sicherungsschraube 7 wird der Lüfterflügel 2 in seiner Winkelposition exakt positioniert, so dass durch die Positionierung sämtlicher Lüfterflügel ein vorbestimmbarer axialer Luftdurchsatz durch die Turbomaschine gewährleistet wird.The hub part 5 is directly connected to the shaft 3 of the turbomachine, so that there is a self-ventilated turbomachine. In order to obtain a sufficient air flow through the turbomachine, the fan blades 2 are relatively narrow staggered on the shaft or the hub part 5. However, since an assembly of close-fitting fans with conventional threaded connections is not possible, the bayonet connection according to the invention is applied. In this case, the fan blade 2 is arranged and positioned in a suitable foot part of the hub of the fan 1 or the shaft by a plug-in rotary movement, as already explained in more detail above. By means of a catch or locking screw 7, the fan blade 2 is positioned exactly in its angular position, so that a predeterminable axial air flow is ensured by the turbo machine by the positioning of all fan blades.

Vorteilhaft ist außerdem, dass sich durch eine Winkelverstellung der Lüfterflügel 2 der Lüfteraußendurchmesser nicht ändert. Aufwendige Nacharbeiten und damit verbundenes Nachwuchten des Rotors aufgrund des Verstellens der Lüfterflügeln 2 sind somit nicht mehr notwendig. Dies ist umso wichtiger, je höher die Drehzahlen der Turbomaschinen sind.It is also advantageous that does not change by an angular adjustment of the fan blades 2, the fan outer diameter. Elaborate reworking and associated rebalancing of the rotor due to the adjustment of the fan blades 2 are therefore no longer necessary. This is even more important the higher the speeds of the turbomachinery.

In dem typischen Drehzahlenbereich der Turbomaschinen von 3600 bis 20000 Umdrehungen pro Minute wirkt sich mangelndes Auswuchten äußerst nachteilig auf das Fliehkraftverhalten und die Lebensdauer der Lager aus.In the typical speed range of the turbomachinery from 3600 to 20,000 revolutions per minute, a lack of balancing has a very adverse effect on the centrifugal force behavior and the service life of the bearings.

Bei diesen Drehzahlen laden sich erfahrungsgemäß Lüfterflügel 2 elektrostatisch auf. Um diese Ladungen abzuführen, sind leitfähige Überzüge nicht mehr ausreichend, da sich u.a. aufgrund der starken Fliehkräfte 11 der Überzug von den Lüfterflügeln ablöst oder abplatzt.According to experience, fan blades 2 are electrostatically charged at these speeds. In order to dissipate these charges, conductive coatings are no longer sufficient, as i.a. due to the strong centrifugal forces 11, the coating detaches from the fan blades or flakes off.

Dadurch dass die Lüfterflügel 2 des Lüfters 1 einen Materialverbund zwischen einem leitfähigen und hochfesten Material bilden, werden solche Ablösungserscheinungen vermieden.The fact that the fan blades 2 of the fan 1 form a composite material between a conductive and high-strength material, such detachment phenomena are avoided.

Der Materialverbund nach FIG 8 stellt ein Materialgeflecht zumindest Kohlefasern und Kevlarfasern dar. Das Materialgeflecht weist Kohlefasern 16 wegen der elektrischen Leitfähigkeit und Kevlarfasern 15 wegen der Festigkeit auf. Diese Fasern 15, 16 bilden damit nicht nur die Lüfterschaufel 8 sondern den gesamten Lüfterflügel 2, so dass die Fasern 15, 16 bei Herstellung des Lüfterflügels 2 bereits in den Fußteil 4 eingezogen werden. Damit ist jederzeit eine elektrische Spannungsableitung 12 gewährleistet.The composite material after FIG. 8 For example, a braided material is at least carbon fiber and Kevlar fiber. The braided material 16 has carbon fibers 16 for electrical conductivity and Kevlar fibers 15 for strength. These fibers 15, 16 thus form not only the fan blade 8 but the entire fan blade 2, so that the fibers 15, 16 are already drawn into the foot part 4 during production of the fan blade 2. For an electrical voltage 12 is guaranteed at any time.

Vorteilhafterweise ist das Geflecht des Lüfterflügels 2 in einer Harzmatrix 18 mit leitfähigem Material, insbesondere leitfähige Nanopartikel 17 oder Ruß angeordnet.Advantageously, the mesh of the fan blade 2 is arranged in a resin matrix 18 with conductive material, in particular conductive nanoparticles 17 or soot.

Damit ergibt sich eine mechanisch hochtragfähige Materialkombination des Lüfterflügels 2, die leitfähig ist.This results in a mechanically high-carrying material combination of the fan blade 2, which is conductive.

Claims (8)

Lüfter (1), der einzelne an einer Welle (3) oder einem Nabenteil (5) befestigbare Lüfterflügel (2) aufweist, wobei der Lüfter (1) insbesondere für den Einsatz in Turbomaschinen mit Drehzahlen ab 3600 Umdrehungen pro Minute einsetzbar ist, wobei die einzelnen Lüfterflügel (2) in Form einer Bajonettverbindung (20) mit Verdrehsicherung an der Welle (3) oder dem Nabenteil (5) angeordnet sind.Fan (1), the individual on a shaft (3) or a hub part (5) attachable fan blades (2), wherein the fan (1) is particularly suitable for use in turbomachinery with speeds from 3600 revolutions per minute, wherein the individual fan blades (2) in the form of a bayonet connection (20) with rotation on the shaft (3) or the hub part (5) are arranged. Lüfter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lüfterflügel (2) winkelverstellbar sind, ohne den Außendurchmesser des Lüfters (1) zu verändern.Fan (1) according to claim 1, characterized in that the fan blades (2) are angularly adjustable, without changing the outer diameter of the fan (1). Lüfter (1) nach Anspruch 1 oder 2, , dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehsicherung der Lüfterflügel (2) als Rasten und/oder Fixierschrauben (7) ausgeführt ist.Fan (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the rotation of the fan blades (2) as latches and / or fixing screws (7) is executed. Lüfter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, , dadurch gekennzeichnet, dass die Lüfterflügel (2) des Lüfters (1) einen Materialverbund zwischen einem leitfähigen und hochfesten Material bilden.Fan (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the fan blades (2) of the fan (1) form a composite material between a conductive and high-strength material. Lüfter (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialverbund ein Materialgeflecht oder eine chemische Verbindung darstellt.Fan (1) according to claim 4, characterized in that the composite material represents a mesh or a chemical compound. Lüfter (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Materialgeflecht zumindest Kohlefasern (16) und Kevlarfasern (15) enthält.Fan (1) according to claim 5, characterized in that the material braid contains at least carbon fibers (16) and Kevlar fibers (15). Lüfter (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Geflecht des Lüfterflügels sich in einer Harzmatrix (18) mit leitfähigem Material, insbesondere leitfähige Nanopartikel (19) oder Ruß befindet.Fan (1) according to claim 6, characterized in that the braiding of the fan blade is in a resin matrix (18) with conductive material, in particular conductive nanoparticles (19) or soot. Anwendung eines Lüfters (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche bei eigenbelüfteten Turbomaschinen.Application of a fan (1) according to one of the preceding claims in self-ventilated turbomachinery.
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