PT1712800E

PT1712800E - Fan wheel

Info

Publication number: PT1712800E
Application number: PT06007889T
Authority: PT
Inventors: Ulrich Vidal; Martin Hertreiter
Original assignee: Ebm Papst Landshut Gmbh
Priority date: 2005-04-14
Filing date: 2006-04-13
Publication date: 2011-01-14
Also published as: ES2354656T3; EP1712800A1; DE202005006043U1; US20060233646A1; EP1712800B1; DE502006008160D1; ATE486223T1

Abstract

The fan impeller (1) has a hub (2) with several vanes (4) extending radially out from it, and a ring (7) installed co-axially with the hub and radially between the hub and outside diameter of the impeller. The ring has several defined fastening positions distributed over its circumference for the attaching of at least one balance weight. The fastening positions are formed by a profiling (9) of the ring which is provided exclusively between the spaced apart vanes.

Description

ΡΕ1712800 -1 -ΡΕ1712800 -1 -

DESCRIÇÃO "ROTOR DE VENTOINHA" A presente invenção diz respeito a um rotor de ventoinha dispondo de um cubo bem como de diversas pás, que se desenvolvem radialmente para o lado de fora a partir do cubo, e de um aro montado coaxialmente em relação ao cubo e radialmente entre o cubo e o diâmetro exterior do rotor de ventoinha.DESCRIPTION " FAN ROTOR " The present invention relates to a fan rotor having a hub as well as a plurality of blades extending radially outwardly from the hub and a hub mounted coaxially to the hub and radially between the hub and the outer diameter of the fan rotor.

De um modo geral, os rotores de ventoinha são muitas vezes utilizados para arrefecimento e dissipação do calor dissipado, resultante da utilização de motores eléctricos e dos seus componentes electrónicos.In general, fan rotors are often used for cooling and dissipating the dissipated heat resulting from the use of electric motors and their electronic components.

No documento US 5 380 156, que é considerado como o mais próximo do presente estado tecnológico, é feita a divulgação das características do preâmbulo da reivindicação 1.In US 5 380 156, which is considered to be the closest to the present technological state, the features of the preamble of claim 1 are disclosed.

Em ternos genéricos, um rotor de ventoinha é já conhecido, por exemplo a partir do documento EP 0 761 979 Al. O rotor de ventoinha apresenta um aro montado coaxialmente em relação ao cubo e radialmente entre o cubo e o diâmetro exterior do rotor de ventoinha. Isso contribui para a estabilidade do rotor de ventoinha e para reforço das pás -2- ΡΕ1712800 que se encontram perifericamente separadas. Este rotor de ventoinha já conhecido apresenta, para além do aro, um segundo aro montado no diâmetro exterior do rotor da ventoinha. 0 documento não explica a forma como os pesos de equilibragem podem ser fixados no rotor de ventoinha. É no entanto desejável uma equilibragem do rotor de ventoinha, de modo a ampliar a sua vida útil e reduzir o ruído de funcionamento.In general terms, a fan rotor is already known, for example from EP 0 761 979 A1. The fan rotor has a ring mounted coaxially with respect to the hub and radially between the hub and the outer diameter of the fan rotor . This contributes to the stability of the fan rotor and to reinforcement of the blades -2- ΡΕ1712800 which are peripherally separated. This known fan rotor has, in addition to the ring, a second ring mounted to the outer diameter of the fan rotor. The document does not explain how the balancing weights can be attached to the fan rotor. However, a balancing of the fan rotor is desirable in order to extend its service life and reduce operating noise.

No documento DE 199 57 030 Al é representado um corpo em rotação tendo previsto um aro periférico externo. O documento explica como são fixados os pesos de equilibragem, funcionando como grampos para os troços de fixação encurvados distribuídos ao longo da periferia do aro. O documento DE 1 960 505 apresenta um dispositivo para equilibragem dos rotores de ventoinha em ventiladores de ar. A partir deste documento, são já conhecidos pesos de equilibragem amovíveis para serem montados na direcção periférica sobre as pás do ventilador de ar.DE 199 57 030 A1 shows a rotating body having an external peripheral ring. The document explains how the balancing weights are fixed, functioning as staples for the curved securing portions distributed along the rim periphery. DE 1 960 505 discloses a device for balancing the fan rotors in air blowers. From this document, removable balancing weights are known to be mounted in the peripheral direction on the blades of the air blower.

Além disso, são já conhecidos rotores de ventoinha equipados com um aro periférico no diâmetro exterior, para o qual são trazidos pesos de equilibragem, para fins de equilibragem, funcionando como grampos presos no aro periférico liso. A desvantagem aqui é que os grampos podem ser movidos da sua posição devido a uma força de aceleração do rotor da ventoinha. -3- ΡΕ1712800 A invenção tem como objectivo base a construção de um rotor de ventoinha que, por um lado, seja estável e que tenha, por outro lado, uma fácil equilibragem.In addition, fan rotors equipped with a peripheral rim in the outer diameter are known for which balancing weights are brought for balancing purposes, functioning as clamps attached to the smooth peripheral rim. The disadvantage here is that the clamps can be moved from their position due to an acceleration force of the fan rotor. The invention is directed to the construction of a fan rotor which, on the one hand, is stable and has, on the other hand, easy balancing.

Este objectivo é conseguido através das caracteristicas da reivindicação 1. As vantajosas particularidades da invenção e respectivos desenvolvimentos encontram-se definidos nas reivindicações dependentes. A invenção é baseada na ideia de proporcionar meios para uma fixação de pesos de equilibragem, em diferentes posições bem definidas sobre um aro de estabilização ou aro de reforço, o qual se encontra radialmente afastado tanto do diâmetro exterior do rotor de ventoinha como do seu cubo. Através do estabelecimento de posições de montagem bem definidas, consegue-se evitar um deslocamento dos pesos de equilibragem ao longo da direcção periférica, particularmente devido à força de aceleração do rotor de ventoinha. Nestas circunstâncias, dado que as posições de fixação bem definidas estão associadas ao aro, elas poderão cobrir toda a periferia do aro e serem assim distribuídas ao longo do rotor de ventoinha, pelo que se torna possível uma montagem em nível único dos pesos de equilibragem. Através do estabelecimento de posições de montagem bem definidas no aro, conseguem-se obter funcionalidades de estabilização e de equilibragem por intermédio de apenas um componente comum. -4- ΡΕ1712800This object is achieved by the features of claim 1. The advantageous features of the invention and the developments thereof are defined in the dependent claims. The invention is based on the idea of providing means for fixing balancing weights in different well defined positions on a stabilizing ring or reinforcing ring which is radially remote from both the outer diameter of the fan rotor and its hub . By establishing well-defined mounting positions, it is possible to avoid a displacement of the balancing weights along the peripheral direction, particularly due to the acceleration force of the fan rotor. In these circumstances, since the well-defined attachment positions are associated with the ring, they may cover the entire periphery of the ring and thus be distributed along the fan rotor, whereby a single level assembly of the balancing weights becomes possible. By establishing well-defined mounting positions in the rim, stabilization and balancing functions can be achieved by means of only one common component. -4- ΡΕ1712800

Conseguem-se obter bons resultados de equilibragem, através do ordenamento das posições de fixação no aro que fica afastado do diâmetro exterior. Os resultados alcançáveis são mais precisos do que se o ordenamento dos pesos de equilibragem fosse realizado na periferia externa. Uma vantagem adicional consiste em que o impacto negativo sobre os resultados de equilibragem das tolerâncias de peso, nos pesos de equilibragem, tem menos importância do que teria se os pesos de equilibragem fossem montados no diâmetro exterior do rotor de ventoinha.Good equilibration results can be obtained by arranging the attachment positions on the rim which is away from the outside diameter. The achievable results are more accurate than if the ordering of balancing weights were performed at the outer periphery. A further advantage is that the negative impact on the balancing results of the weight tolerances in the balancing weights is less important than it would have been if the balancing weights were mounted on the outer diameter of the fan rotor.

Dado o facto de as posições de fixação não serem disponibilizadas nas pás e ser proporcionado um aro de estabilização afastado em relação à periferia externa, o risco de deformação ou de deteriorações na pá fica significativamente reduzido quando são aplicados os pesos de equilibragem.As the fastening positions are not provided in the blades and a stabilizing collar is provided remote from the outer periphery, the risk of deformation or deterioration in the blade is significantly reduced when the balancing weights are applied.

Um modelo de realização especialmente adequado é aqui apresentado, em que as posições de fixação bem definidas são constituídas por um perfil de aro. Se o rotor de ventoinha for fabricado através de uma moldagem por injecção de plástico, poderá o perfil ser directamente enformado aquando da fabricação do rotor de ventoinha.A particularly suitable embodiment is shown here, where the well-defined fastening positions are constituted by a ring profile. If the fan rotor is fabricated by injection molding of plastic, the profile can be directly shaped when manufacturing the fan rotor.

Será vantajoso que o perfil de aro, pelo menos nos troços periféricos, seja constituído sob a forma de um denteado em serra. Desta forma, serão iguais os ângulos de todos os seus flancos em relação ao aro. Entre os dentes da -5- ΡΕ1712800 serra pode ser preso, por exemplo, um peso de equilibragem funcionando como grampo. Graças à inclinação dos flancos do perfil, não será possível um deslocamento do grampo ao longo da direcção periférica. Uma outra possibilidade de fixação consiste em construir o peso de equilibragem segundo um formato complementar ao do perfil, a fim de conseguir um melhor ajustamento entre o perfil e os pesos de equilibragem.It will be advantageous if the rim profile, at least in the peripheral portions, is formed as a serrated tooth. In this way, the angles of all its flanks will be equal to the rim. Between the teeth of the serrated blade, for example, a balancing weight acting as a clamp can be attached. Thanks to the inclination of the flanks of the profile, it will not be possible to move the clip along the peripheral direction. Another possibility of fixing is to construct the balancing weight in a format complementary to that of the profile in order to achieve a better fit between the profile and the balancing weights.

Preferencialmente, o perfil será montado na face externa do aro. Devido ao grande perímetro da face externa do aro, pode ser disponibilizada uma multiplicidade de posições de fixação bem definidas para os pesos de equilibragem sobre o aro. Para além desta solução, ou em alternativa à mesma, evidentemente que também é concebível a disponibilização de um perfil na face do aro que fica voltada para o cubo, e/ou nas suas superfícies laterais.Preferably, the profile will be mounted to the outer face of the collar. Due to the large perimeter of the outer face of the rim, a multiplicity of well-defined attachment positions can be provided for the balancing weights on the rim. In addition to or alternatively to this solution, it is of course also conceivable to provide a profile on the face of the rim facing the hub and / or its side surfaces.

Outra possibilidade consiste em que as posições de fixação consistam em orifícios de montagem distribuídos ao longo da periferia do aro. Com uma adequada constituição dos pesos de equilibragem, estes poderão ser inseridos dentro dos orifícios e acondicionados no seu seio. Fica assim evitado um posterior deslocamento dos pesos de equilibragem.Another possibility is that the fastening positions consist of mounting holes distributed along the periphery of the collar. With an adequate constitution of the balancing weights, these can be inserted inside the holes and packed in their bosom. This avoids further displacement of the balancing weights.

Os pesos de equilibragem também poderão ser alojados em bolsas de recepção distribuídas ao longo do perímetro do aro. -6- ΡΕ1712800The balancing weights may also be housed in receiving pockets distributed along the perimeter of the rim. -6- ΡΕ1712800

Podem ser disponibilizadas muitas posições de fixação para o peso de equilibragem, uma vez que o aro é fechado na direcção periférica. A experiência tem mostrado que se consegue obter um excelente compromisso entre uma rigidez ideal e resultados de equilibragem optimizados, quando o diâmetro do aro corresponder a cerca de metade do diâmetro do rotor de ventoinha.Many attachment positions for the balancing weight may be provided, since the collar is closed in the peripheral direction. Experience has shown that an excellent compromise between optimum stiffness and optimized balancing results can be obtained when the rim diameter corresponds to about half the diameter of the fan rotor.

Consegue-se produzir um bom caudal quando as pás se desenvolvem continuamente desde o cubo até ao diâmetro exterior do rotor de ventoinha. Dependendo da aplicação, também é concebível que as pás sejam divididas em dois grupos de pás, nomeadamente um primeiro grupo de pás que se estende radialmente entre o eixo e o aro, e um segundo grupo que se estende radialmente entre o aro e o diâmetro exterior do rotor de ventoinha. Desta maneira, podem as pás ser ordenadas umas relativamente às outras de forma compensada, pelos diferentes grupos na direcção periférica.A good flow can be produced when the blades develop continuously from the hub to the outer diameter of the fan rotor. Depending on the application, it is also conceivable that the blades are divided into two groups of blades, namely a first blade group extending radially between the shaft and the rim, and a second group extending radially between the rim and the outer diameter of the fan rotor. In this way, the blades can be arranged relative to one another in a compensated manner by the different groups in the peripheral direction.

Em muitas aplicações, torna-se vantajoso que as pás fiquem directamente ligadas ao veio de um motor eléctrico, quando o cubo for igualmente constituído a partir do veio. Desta maneira, pode o rotor de ventoinha ser particularmente construído de uma só vez, em conjunto com o veio, assim se evitando a concepção de um cubo separado. -7- ΡΕ1712800In many applications, it is advantageous that the blades are directly attached to the shaft of an electric motor when the hub is also formed from the shaft. In this way, the fan rotor can be particularly constructed at one time, together with the shaft, thus avoiding the design of a separate hub. -7- ΡΕ1712800

Para se descobrir qual a posição de fixação onde se consegue o melhor efeito de equilibragem, com um peso de equilibragem, torna-se vantajoso prever que o peso de equilibragem possa ser encaixado de forma amovível, para o que será, por exemplo, construído sob a forma de um grampo flexível.In order to find out which fastening position where the best balancing effect is achieved with a balancing weight, it is advantageous to provide that the balancing weight can be detachably engaged, for example, which will be constructed under the shape of a flexible clamp.

Para produzir um bom encaixe positivo entre perfil e peso de equilibragem, está previsto que o peso de equilibragem assuma um formato complementar relativamente a um troço periférico do perfil.In order to produce a good positive fit between profile and balancing weight, it is provided that the balancing weight assumes a complementary shape relative to a peripheral portion of the profile.

Por razões de estabilidade e de rigidez, pode ser vantajoso disponibilizar um outro aro, para além do primeiro aro, coaxialmente orientado em relação ao primeiro aro. Este segundo aro será idealmente montado no diâmetro exterior do rotor de ventoinha.For reasons of stability and stiffness, it may be advantageous to provide another ring, in addition to the first ring, coaxially oriented relative to the first ring. This second ring will ideally be mounted to the outside diameter of the fan rotor.

Seguidamente, a invenção vai ser descrita fazendo referência ao modelo de realização ilustrado em detalhe nas Figuras. Nas Figuras mostra-se: a Figura 1 que é uma vista em perspectiva de um rotor de ventoinha, de acordo com a invenção, e a Figura 2 que mostra um detalhe ampliado daThereafter, the invention will be described with reference to the embodiment illustrated in detail in the Figures. In the Figures is shown: Figure 1 which is a perspective view of a fan rotor according to the invention, and Figure 2 showing an enlarged detail of the

Figura 1Figure 1

Na Figura 1 está ilustrado um rotor de ventoinha 1 feito em plástico. A título de exemplo, o rotor de ventoinha 1 pode ser usado para o arrefecimento de motores -8- ΡΕ1712800 eléctricos e dos seus componentes electrónicos. Com essa finalidade, o rotor de ventoinha 1 em conjunto com uma abertura de montagem 3, instalada no centro de um cubo 2 e desenvolvendo-se axialmente, são fixados no veio de um motor de forma segura, em termos de rotação, em relação ao mesmo veio. 0 rotor de ventoinha 1 dispõe de cinco pás 4 uniformemente distribuídas ao longo da periferia, as quais se estendem radialmente a partir do cubo 2 para o lado de fora. Todas as pás 4 são concebidas de forma idêntica, perifericamente encurvadas e fazendo um certo ângulo relativamente ao eixo central 5 do rotor de ventoinha 1.In Figure 1 there is shown a fan rotor 1 made of plastic. By way of example, the fan rotor 1 can be used for the cooling of electric motors and their electronic components. To this end, the fan rotor 1 in conjunction with a mounting aperture 3, installed in the center of a hub 2 and developing axially, are secured to the shaft of a motor in a rotationally secure manner relative to even came. The fan rotor 1 has five blades 4 evenly distributed along the periphery, which extend radially from the hub 2 to the outside. All blades 4 are designed identically, circumferentially curved and at an angle relative to the central axis 5 of the fan rotor 1.

Para estabilização e fortalecimento das pás 4, está previsto um aro fechado 7 fazendo parte integrante da construção das pás 4. 0 aro 7, plano e circular, estende-se ao longo da direcção periférica e é coaxial com o cubo 2, ficando radialmente situado entre o cubo 2 e o diâmetro exterior 6 do rotor de ventoinha 1. 0 aro 7 pode alargar-se, na posição directamente adjacente às pás, aproximadamente até à largura das pás 4, com o que se aumenta a estabilidade e a resistência à rotura do rotor de ventoinha 1. No modelo de realização ilustrado, o diâmetro do aro 7 corresponde a cerca de metade do diâmetro do rotor de ventoinha, mas também poderá ser maior ou menor em função do diâmetro dos rotores seleccionados. -9- ΡΕ1712800For stabilization and strengthening of the blades 4, an enclosed ring 7 is provided integral with the construction of the blades 4. The ring 7, flat and circular, extends along the peripheral direction and is coaxial with the hub 2, being radially located between the hub 2 and the outer diameter 6 of the fan rotor 1. The rim 7 can extend in the position directly adjacent the blades approximately to the width of the blades 4, thereby increasing the stability and the breaking strength of the fan rotor 1. In the illustrated embodiment, the diameter of the ring 7 corresponds to about half the diameter of the fan rotor, but may also be larger or smaller depending on the diameter of the selected rotors. -9- ΡΕ1712800

Pela sua face externa 8, está o aro 7 equipado com um perfil em dente de serra 9 onde se vão perifericamente alternando dentes 10 e espaços entre dentes 11. Os espaços entre dentes 11 definem as posições de fixação 12 para fixação de pesos de equilibragem que não estão representados. Como pesos de equilibragem poderão ser usados, a titulo de exemplo, grampos metálicos que são lateralmente inseridos em um ou mais espaços entre dentes 11, estabelecendo contacto com a face interna 13 e com a face externa 8 do aro 7 que ficam assim apertadas. Graças à disponibilização das posições de fixação, consegue-se evitar o deslocamento dos pesos de equilibragem ao longo da direcção periférica. O perfil 9 é concebido de tal forma que os dentes 10 formam triângulos isósceles. Torna-se particularmente vantajoso que, quando os pesos de equilibragem produzem um encaixe positivo com o aro 7, pelo menos em alguns troços, eles sejam concebidos segundo formatos complementares ao do perfil 9 que, para esta situação, disponibiliza pelo menos um dente 10 ou um espaço entre dentes 11. O perfil 9 é concebido de modo a desenvolver-se exclusivamente entre as pás 4, ao longo de troços periféricos 14 do aro 7.By its outer face 8, the ring 7 is provided with a saw tooth profile 9 where teeth 10 and spaces between teeth 11 are peripherally alternated. The spaces between teeth 11 define the attachment positions 12 for fixing balancing weights which are not represented. Balancing weights may be used, for example, metal clips which are laterally inserted into one or more spaces between teeth 11, making contact with the inner face 13 and the outer face 8 of the rim 7 which are thus tightened. Thanks to the provision of the fixing positions, it is possible to avoid the displacement of the balancing weights along the peripheral direction. The profile 9 is designed such that the teeth 10 form isosceles triangles. It is particularly advantageous that, when the balancing weights produce a positive engagement with the collar 7, at least in some sections, they are designed according to formats complementary to that of the profile 9 which, in this situation, provides at least one tooth 10 or a space between teeth 11. The profile 9 is designed to develop exclusively between the blades 4, along peripheral portions 14 of the rim 7.

As pás 4 do rotor de ventoinha 1 desenvolvem-se de forma contínua desde o cubo 2 até ao diâmetro exterior 6 do rotor de ventoinha 1. Ao longo da periferia do rotor de -10- PE 1712800 ventoinha 1 apresenta-se um segundo aro fechado 15. Tal aro serve adicionalmente para aumentar a estabilidade e a resistência à rotura do rotor de ventoinha 1, completando-o radialmente pelo lado de fora.The blades 4 of the fan rotor 1 extend continuously from the hub 2 to the outer diameter 6 of the fan rotor 1. Along the periphery of the fan rotor 1 there is shown a second closed ring 15. Such a ring further serves to increase the stability and the breaking strength of the fan rotor 1 by radially completing it from the outside.

Na Figura 2 é representada um detalhe do rotor de ventoinha 1 em tamanho ampliado. Pode-se observar o perfil em dente de serra 9 no aro 7, com os dentes 10 e os espaços entre dentes 11 alternando ao longo da direcção periférica. A profundidade do espaço entre dentes 11 corresponde a cerca de um quarto da espessura do aro 7.In Figure 2 a detail of the fan rotor 1 is shown in enlarged size. It can be seen the sawtooth profile 9 on the rim 7, with the teeth 10 and the spaces between teeth 11 alternating along the peripheral direction. The depth of the tooth gap 11 corresponds to about a quarter of the thickness of the collar 7.

Lisboa, 7 de Janeiro de 2011Lisbon, January 7, 2011

Claims

A fan rotor (1) having a hub (2), as well as multiple blades (4) which radially develop towards the outside of the hub (2), and a ring (7) ) mounted coaxially with respect to the hub (2) and radially between the hub (2) and the outer diameter (6) of the fan rotor (1), characterized in that the ring (7) comprises several well- , distributed along the respective periphery, for mounting at least one balancing weight.

Fan rotor according to claim 1, characterized in that the securing positions (12) are formed by means of a profile (9) of the rim (7).

Fan rotor according to claim 2, characterized in that the profile (9) is exclusively provided between the blades (4) which are mounted along the peripheral direction, spaced apart from one another.

Fan rotor according to one of Claims 2 or 3 - characterized in that the profile (9) of the ring takes the shape of a sawtooth profile in at least some portions of its perimeter.

Fan rotor according to one of Claims 2 to 4, characterized in that the profile (9) is fitted to the outer face (8) of the ring.

A fan rotor according to one of the preceding claims, characterized in that the securing positions (12) consist of mounting holes distributed along the periphery of the rim (7).

A fan rotor according to one of the claims claims, characterized in that the securing positions (12) consist of receiving pockets distributed along the periphery of the rim (7).

A fan rotor according to one of the claims claims, characterized in that the ring (7) is closed in the respective peripheral direction.

Fan rotor according to one of the claims claims, characterized in that the diameter of the ring (7) corresponds to half the diameter of the fan rotor.

Fan rotor according to one of the preceding claims, characterized in that the blades (4) extend continuously from the hub (2) to the outer diameter (6) of the fan rotor (1).

Fan rotor according to one of the preceding claims, characterized in that the hub (2) is constituted in the form of a shaft, in particular belonging to a motor.

Fan rotor according to one of the preceding claims, characterized in that at least one balancing weight, in particular in a removable manner, is fixed to the rim (7).

Fan rotor according to claim 12, characterized in that the balancing weight is in the form of a clamp.

Fan rotor according to one of Claims 12 or 13, characterized in that the balancing weight takes on a complementary shape relative to a peripheral portion of the profile (9).

Fan rotor according to one of the preceding claims, characterized in that a second ring (15) is further installed, in addition to the ring (7), coaxially arranged with respect to the ring (7).

Fan rotor according to claim 15, characterized in that the second ring (15), which in particular consists of an enclosed ring, is installed in the outer diameter of the fan rotor. Lisbon, January 7, 2011 1/1

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