Roue de ventilateur, procédé pour sa fabrication et moyen pour la mise en aeuvre de ce procédé Le présent brevet a pour objet une roue de ven tilateur, dont les ailettes sont fixées, par leur zone médiane, à un corps formé de deux disques symé triques, et par leurs extrémités à des bagues. Cette roue est caractérisée en ce que des parties de bord divergeant vers l'extérieur des disques sont serrées entre des parois divergeant vers l'extérieur de fentes partant du bord intérieur des ailettes.
Le brevet a en outre pour objet un procédé de fabrication d'une telle roue, procédé caractérisé en ce qu'on dispose deux disques avec des bourrelets concaves-convexes dans leur zone circonférentielle de façon telle que les surfaces concaves desdits bourrelets se font face, et en ce qu'on dispose des ailettes présentant à leur bord intérieur des fentes de manière telle, autour de la circonférence du corps formé par les disques, que la zone de bord de celui- ci se trouve à l'intéreur des fentes, après quoi on comprime les bourrelets pour obliger les parties de bord des disques à se presser contre les parois diver gentes des fentes.
Le présent brevet a enfin pour objet un corps pour la mise en oeuvre du procédé précité, qui est caractérisé en ce qu'il est formé de deux disques présentant chacun un bourrelet s'étendant circonfé- rentiellement sans interruption autour des disques.
Le dessin annexé illustre, à titre d'exemple, une mise en aeuvre du procédé pour l'obtention d'une roue de ventilateur.
La fig. 1 est une vue en perspective d'une roue de ventilateur ; la fig. 2 est une vue de pièces détachées de ladite roue ; la fig. 3 est une vue agrandie d'une ébauche d'ailette ; la fig. 4 est une coupe par la ligne 4-4 de la fig. 5, sauf quelques parties qui sont prises suivant la ligne 4a-4a; la fig. 5 est une coupe par la ligne 5-5 de la fig. 4 ;
la fig. 6 est une coupe prise dans la même direction que la fig. 5, mais à un état moins avancé de l'assemblage ; la fig. 7 est une coupe prise dans le sens de la ligne 7-7 de la fig. 8 ; la fig. 8 est une coupe par la ligne 8-8 de la fig. 7 ; la fig. 9 est une coupe par la même ligne que la fig. 8, mais avant l'assemblage complet, et la fig. 10 est une coupe dans le sens de la flèche 10 de la fig. 7.
On a désigné par 1 une roue de ventilateur à double admission comprenant un corps 2, une série d'ailettes 3 montées sur le pourtour du corps 2, et des bagues d'extrémité 4 et 5 venant en prise avec les extrémités des ailettes, de façon à les serrer.
Le corps 2 est formé de deux disques 6 et 7, comportant chacun une partie en forme de cône 8, et d'un bourrelet 9 sans fin, s'éten dant tout autour des disques et proche de la cir conférence de ceux-ci. Les disques 6 et 7 sont fixés ensemble avec les surfaces concaves de bourrelets 9 se faisant mutuellement face et avec les parties 10 et 11 de bord des disques dont les faces se trouvent en prise entre elles en tous les points de la circonfé rence des disques.
Chacune des ailettes 3 est faite à partir d'une pièce estampée plate 12 représentée à la fig. 3. Cette pièce estampée 12 fournit un bord intérieur 13 et un bord extérieur 14. Une fente divergente 15, comportant des parois latérales divergentes 16 et 17 et une paroi postérieure 18, est formée dans le bord 13. Chacune des extrémités des pièces estampées 12 présente des ailes 19 et des oreilles 20. L'aile 19 se trouve entre les lignes imaginaires 21 et 22 et l'oreille 20 se trouve entre les lignes imaginaires 22 et le bord 23 de la pièce estampée.
Les ailettes 3 sont cintrées dans une matrice de for mage (non représentée) de façon à présenter des surfaces d'attaque concaves 24 et des surfaces d'at taque convexes 25. Soit avant, pendant ou après le cintrage des ailettes 3, les ailes 19 sont recourbées suivant les lignes imaginaires 21 radialement à l'extérieur des surfaces convexes 25, et les oreilles 20 sont recourbées suivant les lignes imaginaires 22 vers des directions axiales s'écartant des surfaces 24 et 25.
L'expression radialement, telle qu'elle est utilisée ici, se réfère à des directions partant à angle droit de l'axe 26 (fig. 2) ; et l'expression axial se réfère à l'axe 26 et à toutes les lignes parallèles à ce der nier.
Chacune des bagues 4 et 5 comprend une paroi de butée 27 s'étendant radialement et comportant un bord intérieur périphérique 28 et un canal 29 s'étendant axialement à partir de la périphérie exté rieure de ladite paroi.
On effectue l'assemblage des éléments 2, 3, 4 et 5, pour former la roue suivant la fig. 1, en mon tant d'abord les ailettes 3 dans les bagues 4 et 5, puis en fixant le corps 2 aux ailettes.
Pour commencer, le rebord extérieur 30 du canal 29 forme extérieurement un angle (voir fig. 6) pour constituer une ouverture d'entrée plus grande pour l'admission des oreilles 20. Les ailettes 3 sont placées entre les bagues 4 et 5, les oreilles 20 péné trant en saillie dans les canaux 29, comme on le voit sur la fig. 6. Dans la position représentée sur la fig. 6, les bords 31 des oreilles viennent en con tact avec les bords 32 d'oreilles voisines de façon à écarter automatiquement les surfaces d'attaques 24 et 25 d'ailettes voisines sur une distance uniforme voulue.
Lorsque toutes les ailettes 3 ont été placées entre les bagues 4 et 5, le rebord 30 est retourné de façon à venir en contact de serrage avec les oreilles 20 au moyen d'une opération d'emboutissage ou autre. La fig. 5 représente le rebord 30 dans sa position de serrage.
Le diamètre du corps 2 est suffisamment infé rieur à celui des espaces creux 33.réalisés par les bords 28 des bagues 4 et 5 pour que le corps 2 puisse être déplacé axialement dans l'espace creux 34 défini par les bords 13 des ailettes 3. Si on le désire, on peut fabriquer les disques 6 et 7 à partir de la ma tière du centre qui est retirée des éléments 4 et 5 pour former les bagues.
Le corps 2 est déplacé axialement dans l'espace 34 jusqu'à ce qu'il se trouve radialement en face des fentes 15 des ailettes 3. Ensuite, les bourrelets 9 des disques 6 et 7 sont comprimés ensemble au moyen d'une matrice. Cette compression des bour relets 9 oblige les bords 10 et 11 à venir se placer dans les fentes 15. Grâce à la section transversale arquée des bourrelets 9 (voir fig. 9), cette compres sion desdits bourrelets entre eux oblige les bords 10 et 11 à s'écarter au moment de pénétrer dans les fentes 15. Il s'ensuit que ces bords tendent à entrer en contact de pression avec les parois 16 et 17 et avec la paroi 18.
L'écartement des bords 10 et 11 est dû à la sec tion transversale des bourrelets 9 et non à cause d'une action quelconque de came entre lesdits bords et la paroi 1@8. Il en résulte que le déplacement des bords 10 et 11 n'est pas accompagné par une force importante tendant à ployer ou à déformer les ai lettes 3 radialement vers l'extérieur. Une telle dé formation radiale des ailettes les soumettrait à un effort vers l'extérieur, ce qui réduirait la force cen trifuge nécessaire pour gonfler les ailettes pen dant le fonctionnement de la roue.
Le caractère divergent vers l'extérieur des fentes 15 est avantageux en ce que, à mesure que les forces centrifuges augmentent pendant le fonctionnement de la roue, les parois 16 et 17 sont serrées plus étroi tement par les bords 10 et 11, ce qui permet à la roue de mieux résister en cas de fonctionnement à vitesses élevées et sous de fortes charges.
Les sections transversales des bourrelets 9 et des fentes 15 sont telles que les parties 35 des bords 10 et<B>11</B> entre des ailettes voisines s'écartent davan tage que les parties desdits bords qui sont en con tact avec les parois 16 et 17. Ceci est dû au fait que les parties des bords qui sont en contact avec les parois rencontrent une résistance provenant des parois 16 et 17 au moment où elles viennent frap per contre les coins des fentes, tandis que les parties 35 ne rencontrent pas une telle résistance et sont libres de suivre entièrement le mouvement compres seur des bourrelets 9.
Il s'ensuit que ces parties 35 agissent avec les oreilles 20 pour bloquer de façon permanente les ailettes 3 en des points espacés de façon régulière sur les disques 6, 7, même pour des vitesses élevées de la roue. Cette action de blocage des parties 35 agit aussi avec l'action de blocage entre les bords 10, 11 et les parois 16, 17 de façon à empêcher un relâchement dans l'assemblage entre les disques 6, 7 et les ailettes 3 du fait de forces circonférentielles quelconques dans le sens de la flèche 36: On remarquera que les rebords 30 des bague 4, 5 sont les seuls éléments faisant saillie radiale- ment vers l'extérieur au-delà des ailettes 3.
On ob tient ainsi un diamètre de la roue relativement petit et les forces centrifuges auxquelles les assemblages bagues-ailettes doivent résister sont réduites en con séquence. Bien qu'aucune soudure ou rivetage ne soit utilisé, les assemblages sont très robustes et la roue est susceptible de fonctionner à des vitesses élevées et sous de fortes charges.
Fan wheel, method for its manufacture and means for implementing this method The present patent relates to a fan wheel, the fins of which are fixed, by their median zone, to a body formed of two symmetrical discs , and by their ends to rings. This wheel is characterized in that outwardly diverging edge portions of the discs are clamped between outwardly diverging walls of slots extending from the inner edge of the fins.
The patent further relates to a method of manufacturing such a wheel, characterized in that there are two discs with concave-convex beads in their circumferential zone such that the concave surfaces of said beads face each other, and in that there are fins having slots at their inner edge in such a way, around the circumference of the body formed by the discs, that the edge zone of the latter is located inside the slots, after which compress the beads to force the edge portions of the discs to press against the divergent walls of the slots.
Finally, the present patent relates to a body for carrying out the aforementioned method, which is characterized in that it is formed of two discs each having a bead extending circumferentially without interruption around the discs.
The appended drawing illustrates, by way of example, an implementation of the method for obtaining a fan wheel.
Fig. 1 is a perspective view of a fan wheel; fig. 2 is a view of parts of said wheel; fig. 3 is an enlarged view of a fin blank; fig. 4 is a section taken along line 4-4 of FIG. 5, except some parts which are taken along line 4a-4a; fig. 5 is a section taken along line 5-5 of FIG. 4;
fig. 6 is a section taken in the same direction as FIG. 5, but at a less advanced state of assembly; fig. 7 is a section taken along the line 7-7 of FIG. 8; fig. 8 is a section taken along line 8-8 of FIG. 7; fig. 9 is a section taken along the same line as FIG. 8, but before complete assembly, and fig. 10 is a section in the direction of arrow 10 in FIG. 7.
1 denotes a double-inlet fan wheel comprising a body 2, a series of fins 3 mounted on the periphery of the body 2, and end rings 4 and 5 engaging the ends of the fins, of way to tighten them.
The body 2 is formed of two discs 6 and 7, each comprising a cone-shaped part 8, and of an endless bead 9, extending all around the discs and close to the circle of the latter. The discs 6 and 7 are secured together with the concave surfaces of the beads 9 facing each other and with the edge portions 10 and 11 of the discs the faces of which are in engagement with each other at all points of the circumference of the discs.
Each of the fins 3 is made from a flat stamped part 12 shown in FIG. 3. This stamped part 12 provides an inner edge 13 and an outer edge 14. A divergent slot 15, having divergent side walls 16 and 17 and a rear wall 18, is formed in the edge 13. Each of the ends of the stamped parts 12 has wings 19 and ears 20. Wing 19 is between imaginary lines 21 and 22 and lug 20 is between imaginary lines 22 and edge 23 of the stamped part.
The fins 3 are bent in a forming die (not shown) so as to present concave attack surfaces 24 and convex attack surfaces 25. Either before, during or after the bending of the fins 3, the wings 19 are curved along imaginary lines 21 radially outside the convex surfaces 25, and the ears 20 are curved along imaginary lines 22 towards axial directions away from surfaces 24 and 25.
The expression radially, as used herein, refers to directions starting at right angles to axis 26 (Fig. 2); and the expression axial refers to axis 26 and all lines parallel to it.
Each of the rings 4 and 5 comprises a stop wall 27 extending radially and having a peripheral inner edge 28 and a channel 29 extending axially from the outer periphery of said wall.
The elements 2, 3, 4 and 5 are assembled to form the wheel according to FIG. 1, by first placing the fins 3 in the rings 4 and 5, then fixing the body 2 to the fins.
To begin with, the outer rim 30 of the channel 29 forms an exterior angle (see fig. 6) to constitute a larger inlet opening for the admission of the ears 20. The fins 3 are placed between the rings 4 and 5, the ears 20 protruding into the channels 29, as seen in FIG. 6. In the position shown in fig. 6, the edges 31 of the ears come into contact with the edges 32 of neighboring ears so as to automatically separate the attack surfaces 24 and 25 of neighboring fins over a desired uniform distance.
When all the fins 3 have been placed between the rings 4 and 5, the flange 30 is turned over so as to come into clamping contact with the ears 20 by means of a stamping operation or the like. Fig. 5 shows the flange 30 in its clamping position.
The diameter of the body 2 is sufficiently smaller than that of the hollow spaces 33 produced by the edges 28 of the rings 4 and 5 so that the body 2 can be moved axially in the hollow space 34 defined by the edges 13 of the fins 3. If desired, the discs 6 and 7 can be made from the center material which is removed from the elements 4 and 5 to form the rings.
The body 2 is moved axially in the space 34 until it lies radially opposite the slots 15 of the fins 3. Then the beads 9 of the discs 6 and 7 are compressed together by means of a die. This compression of the beads 9 forces the edges 10 and 11 to be placed in the slots 15. Thanks to the arcuate cross section of the beads 9 (see FIG. 9), this compression of said beads between them forces the edges 10 and 11. to move away when entering the slots 15. It follows that these edges tend to come into pressure contact with the walls 16 and 17 and with the wall 18.
The separation of the edges 10 and 11 is due to the transverse section of the beads 9 and not because of any cam action between said edges and the wall 1 @ 8. It follows that the displacement of the edges 10 and 11 is not accompanied by a significant force tending to bend or deform the fins 3 radially outward. Such radial deformation of the fins would subject them to an outward force, which would reduce the cen trifugal force required to inflate the fins during operation of the wheel.
The outwardly diverging character of the slots 15 is advantageous in that, as the centrifugal forces increase during operation of the impeller, the walls 16 and 17 are clamped more closely by the edges 10 and 11, which allows to the wheel to resist better when operating at high speeds and under heavy loads.
The cross sections of the beads 9 and of the slots 15 are such that the parts 35 of the edges 10 and <B> 11 </B> between neighboring fins diverge more than the parts of said edges which are in contact with the walls. 16 and 17. This is due to the fact that the portions of the edges which contact the walls meet resistance from the walls 16 and 17 as they strike against the corners of the slots, while the portions 35 do not meet. no such resistance and are free to fully follow the compressing movement of the beads 9.
It follows that these parts 35 act together with the ears 20 to permanently lock the fins 3 at evenly spaced points on the discs 6, 7, even at high wheel speeds. This locking action of the parts 35 also acts with the locking action between the edges 10, 11 and the walls 16, 17 so as to prevent slack in the assembly between the discs 6, 7 and the fins 3 due to Any circumferential forces in the direction of arrow 36: Note that the flanges 30 of the rings 4, 5 are the only elements projecting radially outwardly beyond the fins 3.
This results in a relatively small impeller diameter and the centrifugal forces to which the ring-fin assemblies must withstand are reduced accordingly. Although no welding or riveting is used, the joints are very strong and the wheel is likely to operate at high speeds and under heavy loads.