CH654399A5

CH654399A5 - Selbsttaetiges drosselorgan fuer eine lueftungsanlage.

Info

Publication number: CH654399A5
Application number: CH1375/81A
Authority: CH
Inventors: Knut Ornaes
Original assignee: Farex As
Priority date: 1980-03-05
Filing date: 1981-03-02
Publication date: 1986-02-14
Also published as: FI64995B; SE8001750L; NO810670L; FR2477665A1; FI810596L; SE441547B; GB2073404A; FI64995C; DE3106964C2; GB2073404B; NO149560B; DK97681A; NO149560C; FR2477665B1; DE3106964A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein selbsttätiges Drossel organ nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Drosselorgane sind mit dem Nachteil behaftet, dass das auf die Drosselklappe einwirkende Schliessmoment beim Annähern an die Schliessstellung durch den zu drosselnden Luftstrom stark zunimmt, so dass die Drosselklappe abrupt geschlossen wird. Zur Vermeidung einer solchen abrupten Schliessbewegung ist bereits eine Federanordnung vorgeschlagen worden, welche der Schliessstellung der Drosselklappe entgegenwirkt. Die dabei aufgebrachte Gegenkraft vergrössert sich fortschreitend in Abhängigkeit von der Zunahme des Schliessmomentes. Eine solche Einrichtung ist jedoch nicht zuverlässig, da sich deren Federkonstante im laufe der Zeit verändert. Nach einiger Betriebsdauer beginnt die Drosselklappe wieder in ihre Schliessstellung zu schnappen, wodurch in der Lüftungsanlage starke Geräusche erzeugt und die Regelung des Luftstromes gestört wird.

Bei einem Versuch, diesen Nachteil zu beseitigen, ist die Drosselklappe mit einer Zunge versehen worden, welche im Luftstrom liegt und welche das Schliessmoment vergrössert, wenn das Drosselorgan offen ist, und stetig verringert, wenn die Drosselklappe sich ihre Schliessstellung nähert. Eine solche, aus der SE-PS 302 677 bekannte Zungenanordnung funktioniert einwandfrei, ist aber teuer in der Herstellung und erfordert eine genaue Anordnung der Zunge in bezug auf die ebene Drosselklappe.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Drosselorgan der eingangs genannten Art zu schaffen, das verhältnismässig einfach herstellbar ist und beispielsweise die Zuverlässigkeit des vorstehend genannten Drosselorgans mit der Führungszunge gewährleistet.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend s anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Drosselorgan bekannter Bauart im Axialschnitt zur Darstellung der auf die Drosselklappe einwirkenden Kräfte,

io Fig. 2 ein erfindungsgemässes Drosselorgan im Axialschnitt,

Fig. 3 das in der Fig. 2 dargestellte Drosselorgan in Richtung auf die Luftauslassseite gesehen,

Fig. 4 die Drosselklappe des in den Figuren 2 und 3 darge-15 stellten Drosselorgans aus axialer Richtung gesehen in ihrer Schliessstellung,

Fig. 5 eine gegenüber der Ausführungsform nach den Figuren 2 und 3 abgewandelte Drosselklappe mit Durchgangslöchern,

20 Fig. 6 eine weitere Ausführungsform einer Drosselklappe und

Fig. 7 noch eine Ausführungsform einer Drosselklappe.

Die Fig. 1 zeigt eine vereinfachte Art des Wirkungsprinzips 25 eines bekannten Drosselorgans zum Einhalten eines im wesentlichen konstanten Luftdurchsatzes bei sich ändernder Druckdifferenz zwischen Luftein- und Luftausseite. Die Strömungsrichtung ist durch den nach rechts zeigenden Pfeil symbolisiert.

30 In einem Gehäuse 1 des Drosselorgans ist eine Drosselklappe 2 auf einer waagrechten Welle 3 angeordnet, welche in nicht dargestellten Lagern geringer Reibung, beispielsweise in Kugellagern, im Gehäuse 1 gelagert ist. Ein Arm 4 ist entweder mit der Welle 3 oder mit der Drosselklappe 2 ver-35 bunden und trägt an seinem freien Ende ein Gegengewicht 5. Der Arm 4 und das Gegengewicht 5 dienen insbesondere zur Erzeugung eines dem in Schliessrichtung der Drosselklappe 2 wirkenden Drehmoment Mi, dem Schliessmoment, entgegenwirkenden Gegendrehmoment M2. Das Schliessmoment Ml 40 wird durch den auf die Drosselklappe 2 einwirkenden, zu drosselnden Luftstrom verursacht. Bekanntlich beruht das Schliessmoment Mi auf der Tatsache, dass bei der in der Fig. 1 dargestellten Lage der Drosselklappe 2 in bezug auf die Richtung des Luftstromes der Anteil V3 des Luftstromes auf 45 der Vorderseite der Drosselklappe an ihrem oberen Rand grösser ist als der Anteil Vt an der Vorderseite der Drosselklappe 2 im Bereich ihres unteren Randes. Als Vorderseite der Drosselklappe 2 wird die in der Schliessstellung der Strömungsrichtung entgegengerichtete Seite bezeichnet. Auf der 50 Rückseite der Drosselklappe 2 ist der Anteil Vi des Luftstromes in der Nähe ihres unteren Randbereiches grösser als der Anteil V2 im Bereich ihres oberen Randteiles. Unter Verwendung der bekannten Formelzeichen für den statischen Luftdruck ergeben sich gemäss Fig. 1 folgende Beziehungen: 55 P3 < P4 und Pi < P2.

Bei einer bestimmten Einstellung der Drosselklappe 2 erhöht sich der Luftstrom bei zunehmendem Druckabfall längs der Drosselklappe 2. Dabei erhöht sich auch das Drehmoment Mi, welches auf die Drosselklappe 2 in Richtung 60 ihrer Schliessstellung einwirkt. Wenn sich die Drosselklappe 2 in ihre in der Fig. 1 durch strichpunktierte Linien dargestellte Schliessstellung bewegt, nimmt das Gegendrehmoment M2 bei der in der Fig. 1 dargestellten Bauform zu. Als Ergebnis der Randwirkungen erhöht sich das durch den Luft-65 ström verursachte, auf die Drosselklappe 2 einwirkende Drehmoment Mi mehr oder weniger abrupt, sobald die Drosselklappe 2 sich der Schliessstellung nähert. Das Gegendrehmoment M2 hingegen folgt einer Sinusfunktion. Die Folge

dieses Ungleichgewichtes dieser beiden Drehmomente Mi und M2 ist ein plötzliches Schliessen der Drosselklappe 2, welche dabei an eine Schulter 13 bzw. an das Gehäuse 1 anschlägt.

Die Wirkung des vorstehend beschriebenen, unerwünschten Randeffektes im Bereich der Schliessstellung der Drosselklappe 2 kann durch Verringerung des Drehmomentes Mi gemäss der Erfindung vermieden werden, indem mittels des Gegendrehmomentes M2 ein Gleichgewichtszustandes erreicht wird, so dass sich die Drosselklappe 2 über ihren ganzen Schwenkbereich hinweg sanft und nicht ruckartig bewegt. Die Erfindung beruht auf dem Konzept, eine Vergrösserung des zur Unterseite der Drosselklappe 2 fliessenden Luftstromes proportional zu dem Luftstrom zu erreichen, der auf der Oberseite der Drosselklappe 2 und im Bereich ihrer Schliessstellung fliesst, z.B. der Anteil des Durchflussstromes vergrössert sich auf der Unterseite der Drosselklappe (der statische Druck verringert sich) und verringert sich auf der Oberseite der Drosselklappe (der statische Druck vergrössert sich). Dies bedeutet wiederum, dass das Schliessmoment M2 sich verringert, wenn sich die Drosselklappe 2 ihrer Schliessstellung nähert, und das Gegendrehmoment M2 kann derart angepasst werden, dass ein gewichts-oder federbelasteter Arm einen bestimmten Luftstrom unabhängig vom Druckabfall über der Drosselklappe bewirken kann.

Die vorgenannte Vergrösserung des Luftstromes, der an der Unterseite der Drosselklappe fliesst (wenn die Drosselklappe sich wie in Fig. 1 dargestellt, in die Schliessstellung bewegt), kann durch Verringerung des Oberflächenbereiches jenes Teiles der Drosselklappe 2 erreicht werden, der unterhalb ihrer Welle 3 liegt.

Die Figuren 2,3 und 4 zeigen eine flache Drosselklappe 2 elliptischer Gestalt, deren Randbereiche 8', 9' (Fig. 4) nach oben gebogen sind und sich im wesentlichen unter rechten Winkeln zur Ebene der Drosselklappe und in Richtung des Durchflussstromes zur Bildung von Abschnitten 8 und 9 erstrecken. Eine solche Verringerung der wirksamen Fläche

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des unterhalb der Welle 3 liegenden Abschnittes der Drosselklappe 2 ergibt eine in Schliessrichtung der Drosselklappe wirkende Fläche, die im Vergleich zur Klappenfläche oberhalb der Welle 3 abnimmt, wenn die Drosselklappe 2 sich in s ihrer Schliessstellung bewegt, und damit auch ein geringeres wirksames Drehmoment in der Nähe der Schliessstellung.

Die Verringerung der in Schliessrichtung der Drosselklappe 2 wirkenden Fläche kann gemäss den Figuren 2,3 und 4 durch Abwinkein der Abschnitte 8 und 9 oder durch 10 Abschneiden der in der Fig. 4 strichpunktiert dargestellten Abschnitte 8' und 9' erzielt werden.

Es ist auch möglich, zum gleichen Zweck wie vorstehend genannt, den unterhalb der Welle 3 liegenden Abschnitt der Drosselklappe 2 zu perforieren, wie dies beispielsweise in der ls Fig. 5 durch die Löcher 10,11 und 12 dargestellt ist.

Eine nicht lineare Änderung in den Durchflussspalten, z.B. den Spalten, die von der Innenwand des Gehäuses 1 und von den Teilen der Drosselklappe 2 begrenzt sind, die oberhalb und unterhalb der Welle 3 liegen, kann auch durch Anord-20 nung der Welle 3' gemäss Fig. 6 unterhalb der Mitte der Drosselklappe 2' erzielt werden. Es ist aber auch möglich, die Lager 6 und 7, in denen die Welle 3 im Gehäuse 1 gelagert ist, nicht symmetrisch zum Gehäusequerschnitt 1, sondern gemäss Fig. 7 oberhalb einer Mittellinie des Gehäuses 1 25 anzuordnen, wobei die Befestigung der Drosselklappe 2' auf der Welle 3 derart beibehalten wird, dass die oberhalb und unterhalb der Welle 3 liegenden Abschnitte gleich gross sind. Die in den Figuren 6 und 7 dargestellten Drosselklappen 2' sind kreisförmig.

30 Obwohl die in den Figuren dargestellte Drosselklappe als eben angenommen wurde, ist es auch möglich, ihr im Querschnitt gesehen, eine gewölbte oder s-Form zu geben. Die Gestalt der Drosselklappe und der Querschnitt der Leitung, durch welche die Luft fliesst, sind im Rahmen der vorlie-35 genden Erfindung nicht bedeutend, die in gleicher Weise auch auf ein Gehäuse rechteckigen Querschnittes mit einer darin angeordneten rechteckigen Drosselklappe angewandt werden kann.

2 Blatt Zeichnungen

Claims

654399 PATENTANSPRÜCHE

1. Selbsttätiges Drosselorgan für eine Lüftungsanlage, zum Einhalten eines im wesentlichen konstanten Luftvolumendurchsatzes bei sich ändernder Druckdifferenz zwischen Luftein- und Luftauslasseite, mit einer in einem Gehäuse (1) an einer horizontalen Welle (3) schwenkbar angeordneten Drosselklappe (2) und einer der Schliessrichtung der Drosselklappe (2) entgegenwirkenden Einrichtung (4,5), wobei die Drosselklappe (2) derart angeordnet ist, dass sich ihr oberhalb der Welle (3) befindlicher oberer Abschnitt beim Schliessen der Luftströmung entgegen in Richtung einer vertikalen Ebene bewegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselklappe (2) einen derartigen äusseren Umriss (Fig. 4 und 7) aufweist, dass sie in ihrer Schliessstellung mit der Innenwand des Gehäuses (1) eine im wesentlichen von einer gleichmässigen breiten Öffnung abweichende schlitzartige Öffnung bildet oder eine durchlöcherte Oberfläche (Fig. 5) aufweist, um im Schliessstellungsbereich der Drosselklappe im Bereich des unterhalb der Welle (3) angeordneten Abschnittes einen grösseren Anteil am Luftvolumendurchsatz als um den oberhalb der Welle (3) angeordneten Abschnitt zu bewirken.

2. Drosselorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselklappe (2) symmetrisch zur Welle (3) angeordnet ist.

3. Drosselorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der unterhalb der Welle (3) angeordnete Abschnitt der Drosselklappe (2) umgebogene Randabschnitte (8,9) aufweist.

4. Drosselorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der unterhalb der Welle (3) angeordnete Abschnitt der Drosselklappe (2) mit Durchgangslöchern (10, 11,12) versehen ist.