风扇叶轮叶片和风扇叶轮的制作方法

本实用新型涉及一种在刚性方面有所改进的风扇叶轮叶片，以及一种具有多个这种风扇叶轮叶片的风扇叶轮。

背景技术：

在现有技术中已知分类定义的风扇叶轮叶片。例如文献DE 10 2014 207 903 A1和DE 10 2014 216 266 A1公开了用于叶轮的叶片，其一方面设计为空心型材叶片，并从其流入缘向流出缘类似于机翼地弯曲，另一方面具有取决于转数的、符合流体技术的构造，例如通过在不同的区域使用不同的材料。

关于风扇叶轮叶片，始终力求的是刚性的提高。为此，在机械部件范围内已知的措施有例如设置加强肋或强化蜂窝、棱边、弯边或T型材接头。以这种方式提高所谓的构造强度。

然而其缺点在于，组件尺寸或风扇叶轮叶片的流动特性受到显著影响。而这又消极影响到风扇叶轮的成本和流动特性。

技术实现要素：

因此本实用新型的任务在于提供刚性提高的风扇叶轮叶片以及相应的风扇叶轮。

这种任务通过以下特征组合得以实现。

根据本实用新型，建议一种风扇叶轮叶片，其具有叶片体，该叶片体具有流入缘和流出缘，这二者在叶片纵向上看彼此相反。叶片体在垂直于叶片纵向的横截面中设计有至少一个波形，该波形的波顶至少部分地在叶片纵向上在流入缘和流出缘之间延伸。该波形的特征在于，流动体的延伸垂直于叶片纵向，并具有至少一个正斜坡、邻接该正斜坡的波顶和邻接该波顶的负斜坡。

在一个有利于提高刚性的实施方案中，至少一个波形具有正弦形的横截面。替代地，也包括这样的实施方案，在其中，至少一个波形形成具有波顶的波峰(Wellenberg)，它们共同具有三角形的横截面。

由波形定型的波峰在横向上在叶片体的预定的长度上延伸。根据在风扇叶轮叶片内部的哪个位置上优选哪种刚性，波峰的斜坡在截面中，在横向上看可以为对称或非对称。根据应在哪个区域实现强化，波峰可以在风扇叶轮叶片的部分宽度或总宽度上延伸。

在一个有利的实施方案中设置为，至少一个波形在风扇叶轮叶片在叶片纵向上的总长度上，在流入缘和流出缘之间延伸，并在在叶片纵向上相互间隔的、垂直于叶片纵向的多个横截面上具有几何形状不变的延伸。这意味着，波形在其从流入缘向流出缘的延伸上形状相同。

替代地，在风扇叶轮叶片中设置为，至少一个波形在风扇叶轮叶片在叶片纵向上的总长度上，在流入缘和流出缘之间延伸，并在在叶片纵向上相互间隔的、垂直于叶片纵向的多个横截面上具有几何形状变化的延伸。这意味着，在叶片纵向上，波形从流入缘向流出缘的可变的延伸是可能的。

此外，在一个实施方案中有利的是，在垂直于叶片纵向的横向上，设计有多个几何形状相同的波形，这些波形的波顶在叶片纵向上平行延伸。在此，波顶可以倒圆成正弦形，成三角形的锯齿状或成具有波顶平台的多边形。

在一个扩展方案中，通过叶片体设计为在叶片纵向上和/或在横向上自张紧，风扇叶轮叶片的刚性得到进一步提高。在一个变形实施方案中，这种张紧通过叶片体的局部的或平面的固态成型和/或冷成型形成，由此在叶片体的材料中诱导强度增加的应力梯度。替代地，这也可以通过局部热张紧实现，在一个变形实施方案中例如通过进行的冷却过程实现，该冷却过程在风扇叶轮叶片的不同区域具有变化的冷却速度。

在另一替代方案中，通过阻碍具有形状记忆特性的塑料的变形或恢复原状而使塑料制的风扇叶轮叶片的叶片体张紧。

在另一替代实施例中，叶片体在叶片纵向上和/或在横向上通过叶片体的局部不同的壁厚，在叶片纵向上和/或在横向上自张紧。

替代地或补充地，在风扇叶轮叶片的一个扩展方案中设置为，叶片体具有在横向上看彼此相反的、邻接叶片体的横向缘的横向边缘区域，其中，在至少一个该横向边缘区域内设计有至少一个应力缺口。

替代地或补充地，还能够设置为，叶片体具有在叶片纵向上看彼此相反的、邻接叶片体的流入缘和流出缘的纵向边缘区域，其中，在至少一个该纵向边缘区域内设计有至少一个应力缺口。

相应的应力缺口在实施例中实现为在风扇叶轮叶片的厚度方向上的贯通孔或局部的凹槽。在俯视叶片体表面(受压侧/吸气侧)的视角上看，该局部的凹槽优选具有三角形、四边形或多边形的形状。通过一个或多个应力缺口使邻接应力缺口的叶片体内的应力曲线发生转向，从而提高局部的应力梯度并由此增加局部的预应力和风扇叶轮叶片的刚性。

此外，在一个实施方案中有利的是，至少一个应力缺口将局部的应力集中提高至各材料特定的塑性屈服极限之下，或设置部分塑性的材料变形，以便微材料变形局部地降低屈服极限以上的应力梯度，并且局部的最大诱导应力由此保持不变，该诱导应力优选处于材料的弹性性质的上限。

在一个边缘区域内的一个特殊的变化中设置为，至少一个应力缺口设置在叶片体的至少一个横向缘和/或流入缘和流出缘中的至少一个上。

在叶片纵向上的各纵向边缘区域的大小优选由这样的长度确定，即该长度对应在风扇叶轮叶片的厚度方向上的叶片厚度的2-550倍。各边缘区域在叶片纵向上的延伸的最大长度为风扇叶轮叶片在叶片纵向上的总长度的20％。

本实用新型还包括风扇叶轮，其具有至少一个，优选多个上述实施方案中的任一项所述的风扇叶轮叶片。

在风扇叶轮的一个扩展方案中设置为，至少一个风扇叶轮叶片弹性预紧地固定在风扇叶轮上，例如焊接或压铸在离心式风扇叶轮的盖板和/或底板上。

通过本实用新型提供刚性提高的风扇叶轮叶片以及相应的风扇叶轮。

附图说明

本实用新型的其它有利改进方案在如下结合本实用新型的优选实施方式的说明借助附图得到详细阐述，其中：

图1示出了第一实施方案中的风扇叶轮叶片的片段的示意图；

图2示出了第二实施方案中的风扇叶轮叶片的片段的示意图；

图3示出了第三实施方案中的风扇叶轮叶片的片段的示意图；

图4示出了第四实施方案中的风扇叶轮叶片的片段的示意图；

图5示出了第五实施方案中的风扇叶轮叶片的片段的示意图；

图6示出了叶轮的立体视图。

具体实施方式

图1示出了第一实施方案中的风扇叶轮叶片1的片段的立体示意图，该风扇叶轮叶片的叶片体具有流入缘2和在叶片纵向L上相反的流出缘3。在正常使用中设置的气流方向为叶片纵向L。在横向Q上，垂直于叶片纵向L，叶片体具有彼此相反的横向缘4、5，风扇叶轮叶片1能够沿着该横向缘固定在风扇叶轮50的部件上，例如图6所示的盖板和底板。在邻接横向缘5的边缘区域上，叶片体具有三角形的应力缺口15。

叶片体在垂直于叶片纵向L的横截面中形成有波形6，该波形的波顶7在叶片纵向L上的总叶片长度上，在流入缘2和流出缘3之间延伸并倒圆设计。单个波形6具有正弦型的横截面并形成对称的波峰，该波峰具有位于最高突起上的波顶7和邻接的相同的斜坡。叶片体向所设波形6的过渡在横向上为流线的。

根据图2的实施例与图1中的实施例相同，除了波形6在波峰处设计有较大的坡度，且波顶7因此形成更尖的角度。在横截面中看，波峰与波顶7一同形成三角形。叶片体向着波形6的过渡部在横向上分别设置有棱17、18，因此波形6具有跳跃式的延伸。在邻接流出缘3的边缘区域上，叶片体具有三个在横向上相间隔的、正方形的应力缺口16。此外，直接在流入缘2上埋有三角形的应力缺口13。

作为根据图1的实施例的一个变化，在根据图3的实施方案中，在垂直于叶片纵向L的横向Q上设计有多个几何形状相同的、正弦形的波形6，该波形的波顶7在叶片纵向L上平行地从流入缘2延伸至流出缘3。多个波形6设置在风扇叶轮叶片1的横向上的总宽度上。

作为图2的相应的变化，在根据图4的实施方案中，在垂直于叶片纵向L的横向Q上设计有多个几何形状相同的波形6，不过该波形在横截面中为锯齿形。在此，单个波顶7比根据图3的正弦形更尖。应当注意的是，图4中的图示相反于图1-3中的视图旋转了90°。

作为另一实施例，图5示出了叶轮叶片1，其中，波形6具有矩形的，基本为正方形的横截面。波形6在叶片纵向L上，在叶轮叶片1的总长度上，从流入缘2延伸至流出缘3。波形6的波峰在风扇叶轮叶片1在横向Q上的总宽度上延伸。

图6示出了叶轮50的立体视图，该叶轮具有盖板51和底板52。盖板51形成轴向的入口，叶轮50通过该入口抽吸空气。在风扇叶轮叶片1之间设置有用于径向排出空气的排气通道。

即使应力缺口13、15、16只在几个示例性的位置，并在某些变形实施方案中以示例性的形状示出，这些应力缺口也可以设置在根据本公开内容的其他实施例中。