本實用新型涉及一種在剛性方面有所改進(jìn)的風(fēng)扇葉輪葉片，以及一種具有多個這種風(fēng)扇葉輪葉片的風(fēng)扇葉輪。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)有技術(shù)中已知分類定義的風(fēng)扇葉輪葉片。例如文獻(xiàn)DE 10 2014 207 903 A1和DE 10 2014 216 266 A1公開了用于葉輪的葉片，其一方面設(shè)計為空心型材葉片，并從其流入緣向流出緣類似于機翼地彎曲，另一方面具有取決于轉(zhuǎn)數(shù)的、符合流體技術(shù)的構(gòu)造，例如通過在不同的區(qū)域使用不同的材料。

關(guān)于風(fēng)扇葉輪葉片，始終力求的是剛性的提高。為此，在機械部件范圍內(nèi)已知的措施有例如設(shè)置加強肋或強化蜂窩、棱邊、彎邊或T型材接頭。以這種方式提高所謂的構(gòu)造強度。

然而其缺點在于，組件尺寸或風(fēng)扇葉輪葉片的流動特性受到顯著影響。而這又消極影響到風(fēng)扇葉輪的成本和流動特性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此本實用新型的任務(wù)在于提供剛性提高的風(fēng)扇葉輪葉片以及相應(yīng)的風(fēng)扇葉輪。

這種任務(wù)通過以下特征組合得以實現(xiàn)。

根據(jù)本實用新型，建議一種風(fēng)扇葉輪葉片，其具有葉片體，該葉片體具有流入緣和流出緣，這二者在葉片縱向上看彼此相反。葉片體在垂直于葉片縱向的橫截面中設(shè)計有至少一個波形，該波形的波頂至少部分地在葉片縱向上在流入緣和流出緣之間延伸。該波形的特征在于，流動體的延伸垂直于葉片縱向，并具有至少一個正斜坡、鄰接該正斜坡的波頂和鄰接該波頂?shù)呢?fù)斜坡。

在一個有利于提高剛性的實施方案中，至少一個波形具有正弦形的橫截面。替代地，也包括這樣的實施方案，在其中，至少一個波形形成具有波頂?shù)牟ǚ?Wellenberg)，它們共同具有三角形的橫截面。

由波形定型的波峰在橫向上在葉片體的預(yù)定的長度上延伸。根據(jù)在風(fēng)扇葉輪葉片內(nèi)部的哪個位置上優(yōu)選哪種剛性，波峰的斜坡在截面中，在橫向上看可以為對稱或非對稱。根據(jù)應(yīng)在哪個區(qū)域?qū)崿F(xiàn)強化，波峰可以在風(fēng)扇葉輪葉片的部分寬度或總寬度上延伸。

在一個有利的實施方案中設(shè)置為，至少一個波形在風(fēng)扇葉輪葉片在葉片縱向上的總長度上，在流入緣和流出緣之間延伸，并在在葉片縱向上相互間隔的、垂直于葉片縱向的多個橫截面上具有幾何形狀不變的延伸。這意味著，波形在其從流入緣向流出緣的延伸上形狀相同。

替代地，在風(fēng)扇葉輪葉片中設(shè)置為，至少一個波形在風(fēng)扇葉輪葉片在葉片縱向上的總長度上，在流入緣和流出緣之間延伸，并在在葉片縱向上相互間隔的、垂直于葉片縱向的多個橫截面上具有幾何形狀變化的延伸。這意味著，在葉片縱向上，波形從流入緣向流出緣的可變的延伸是可能的。

此外，在一個實施方案中有利的是，在垂直于葉片縱向的橫向上，設(shè)計有多個幾何形狀相同的波形，這些波形的波頂在葉片縱向上平行延伸。在此，波頂可以倒圓成正弦形，成三角形的鋸齒狀或成具有波頂平臺的多邊形。

在一個擴展方案中，通過葉片體設(shè)計為在葉片縱向上和/或在橫向上自張緊，風(fēng)扇葉輪葉片的剛性得到進(jìn)一步提高。在一個變形實施方案中，這種張緊通過葉片體的局部的或平面的固態(tài)成型和/或冷成型形成，由此在葉片體的材料中誘導(dǎo)強度增加的應(yīng)力梯度。替代地，這也可以通過局部熱張緊實現(xiàn)，在一個變形實施方案中例如通過進(jìn)行的冷卻過程實現(xiàn)，該冷卻過程在風(fēng)扇葉輪葉片的不同區(qū)域具有變化的冷卻速度。

在另一替代方案中，通過阻礙具有形狀記憶特性的塑料的變形或恢復(fù)原狀而使塑料制的風(fēng)扇葉輪葉片的葉片體張緊。

在另一替代實施例中，葉片體在葉片縱向上和/或在橫向上通過葉片體的局部不同的壁厚，在葉片縱向上和/或在橫向上自張緊。

替代地或補充地，在風(fēng)扇葉輪葉片的一個擴展方案中設(shè)置為，葉片體具有在橫向上看彼此相反的、鄰接葉片體的橫向緣的橫向邊緣區(qū)域，其中，在至少一個該橫向邊緣區(qū)域內(nèi)設(shè)計有至少一個應(yīng)力缺口。

替代地或補充地，還能夠設(shè)置為，葉片體具有在葉片縱向上看彼此相反的、鄰接葉片體的流入緣和流出緣的縱向邊緣區(qū)域，其中，在至少一個該縱向邊緣區(qū)域內(nèi)設(shè)計有至少一個應(yīng)力缺口。

相應(yīng)的應(yīng)力缺口在實施例中實現(xiàn)為在風(fēng)扇葉輪葉片的厚度方向上的貫通孔或局部的凹槽。在俯視葉片體表面(受壓側(cè)/吸氣側(cè))的視角上看，該局部的凹槽優(yōu)選具有三角形、四邊形或多邊形的形狀。通過一個或多個應(yīng)力缺口使鄰接應(yīng)力缺口的葉片體內(nèi)的應(yīng)力曲線發(fā)生轉(zhuǎn)向，從而提高局部的應(yīng)力梯度并由此增加局部的預(yù)應(yīng)力和風(fēng)扇葉輪葉片的剛性。

此外，在一個實施方案中有利的是，至少一個應(yīng)力缺口將局部的應(yīng)力集中提高至各材料特定的塑性屈服極限之下，或設(shè)置部分塑性的材料變形，以便微材料變形局部地降低屈服極限以上的應(yīng)力梯度，并且局部的最大誘導(dǎo)應(yīng)力由此保持不變，該誘導(dǎo)應(yīng)力優(yōu)選處于材料的彈性性質(zhì)的上限。

在一個邊緣區(qū)域內(nèi)的一個特殊的變化中設(shè)置為，至少一個應(yīng)力缺口設(shè)置在葉片體的至少一個橫向緣和/或流入緣和流出緣中的至少一個上。

在葉片縱向上的各縱向邊緣區(qū)域的大小優(yōu)選由這樣的長度確定，即該長度對應(yīng)在風(fēng)扇葉輪葉片的厚度方向上的葉片厚度的2-550倍。各邊緣區(qū)域在葉片縱向上的延伸的最大長度為風(fēng)扇葉輪葉片在葉片縱向上的總長度的20％。

本實用新型還包括風(fēng)扇葉輪，其具有至少一個，優(yōu)選多個上述實施方案中的任一項所述的風(fēng)扇葉輪葉片。

在風(fēng)扇葉輪的一個擴展方案中設(shè)置為，至少一個風(fēng)扇葉輪葉片彈性預(yù)緊地固定在風(fēng)扇葉輪上，例如焊接或壓鑄在離心式風(fēng)扇葉輪的蓋板和/或底板上。

通過本實用新型提供剛性提高的風(fēng)扇葉輪葉片以及相應(yīng)的風(fēng)扇葉輪。

附圖說明

本實用新型的其它有利改進(jìn)方案在如下結(jié)合本實用新型的優(yōu)選實施方式的說明借助附圖得到詳細(xì)闡述，其中：

圖1示出了第一實施方案中的風(fēng)扇葉輪葉片的片段的示意圖；

圖2示出了第二實施方案中的風(fēng)扇葉輪葉片的片段的示意圖；

圖3示出了第三實施方案中的風(fēng)扇葉輪葉片的片段的示意圖；

圖4示出了第四實施方案中的風(fēng)扇葉輪葉片的片段的示意圖；

圖5示出了第五實施方案中的風(fēng)扇葉輪葉片的片段的示意圖；

圖6示出了葉輪的立體視圖。

具體實施方式

圖1示出了第一實施方案中的風(fēng)扇葉輪葉片1的片段的立體示意圖，該風(fēng)扇葉輪葉片的葉片體具有流入緣2和在葉片縱向L上相反的流出緣3。在正常使用中設(shè)置的氣流方向為葉片縱向L。在橫向Q上，垂直于葉片縱向L，葉片體具有彼此相反的橫向緣4、5，風(fēng)扇葉輪葉片1能夠沿著該橫向緣固定在風(fēng)扇葉輪50的部件上，例如圖6所示的蓋板和底板。在鄰接橫向緣5的邊緣區(qū)域上，葉片體具有三角形的應(yīng)力缺口15。

葉片體在垂直于葉片縱向L的橫截面中形成有波形6，該波形的波頂7在葉片縱向L上的總?cè)~片長度上，在流入緣2和流出緣3之間延伸并倒圓設(shè)計。單個波形6具有正弦型的橫截面并形成對稱的波峰，該波峰具有位于最高突起上的波頂7和鄰接的相同的斜坡。葉片體向所設(shè)波形6的過渡在橫向上為流線的。

根據(jù)圖2的實施例與圖1中的實施例相同，除了波形6在波峰處設(shè)計有較大的坡度，且波頂7因此形成更尖的角度。在橫截面中看，波峰與波頂7一同形成三角形。葉片體向著波形6的過渡部在橫向上分別設(shè)置有棱17、18，因此波形6具有跳躍式的延伸。在鄰接流出緣3的邊緣區(qū)域上，葉片體具有三個在橫向上相間隔的、正方形的應(yīng)力缺口16。此外，直接在流入緣2上埋有三角形的應(yīng)力缺口13。

作為根據(jù)圖1的實施例的一個變化，在根據(jù)圖3的實施方案中，在垂直于葉片縱向L的橫向Q上設(shè)計有多個幾何形狀相同的、正弦形的波形6，該波形的波頂7在葉片縱向L上平行地從流入緣2延伸至流出緣3。多個波形6設(shè)置在風(fēng)扇葉輪葉片1的橫向上的總寬度上。

作為圖2的相應(yīng)的變化，在根據(jù)圖4的實施方案中，在垂直于葉片縱向L的橫向Q上設(shè)計有多個幾何形狀相同的波形6，不過該波形在橫截面中為鋸齒形。在此，單個波頂7比根據(jù)圖3的正弦形更尖。應(yīng)當(dāng)注意的是，圖4中的圖示相反于圖1-3中的視圖旋轉(zhuǎn)了90°。

作為另一實施例，圖5示出了葉輪葉片1，其中，波形6具有矩形的，基本為正方形的橫截面。波形6在葉片縱向L上，在葉輪葉片1的總長度上，從流入緣2延伸至流出緣3。波形6的波峰在風(fēng)扇葉輪葉片1在橫向Q上的總寬度上延伸。

圖6示出了葉輪50的立體視圖，該葉輪具有蓋板51和底板52。蓋板51形成軸向的入口，葉輪50通過該入口抽吸空氣。在風(fēng)扇葉輪葉片1之間設(shè)置有用于徑向排出空氣的排氣通道。

即使應(yīng)力缺口13、15、16只在幾個示例性的位置，并在某些變形實施方案中以示例性的形狀示出，這些應(yīng)力缺口也可以設(shè)置在根據(jù)本公開內(nèi)容的其他實施例中。