-
Die Erfindung betrifft ein Lüfterrad mit einem mit einer Antriebsquelle drehfest zu verbindenden Nabengehäuse gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
-
-
Solche Lüfterräder kommen als mit zur Leistungsanpassung im Flügelwinkel einstellbaren Lüfterflügeln ausgeführte Lüfterräder in vermehrtem Umfang in Einsatz, und dies auch bei großen geforderten Lüfterleistungen, so etwa bei Baumaschinen, schweren Schleppern oder dergleichen. Die geforderten großen Lüfterleistungen bedingen für die Elemente des Lüfterrades ungeachtet der zusätzlich geforderten großen Abmessungen entsprechende Festigkeiten, vor allem auch entsprechend steif gestaltete Lüfterflügel. Damit wachsen die Schwierigkeiten, solche Lüfterräder bei vertretbarem Bauaufwand und Gewicht vor allem auch im Hinblick auf auftretende Schwingungen, für die vielfältige Anregungen gegeben sind, zu beherrschen. Insbesondere gilt dies auch für als „Systeme” im Verbund mit einer im Arbeitsbetrieb schwingungsbehafteten oder durch Außeneinflüsse schwingungsbeaufschlagten Antriebsquelle eingesetzte Lüfterräder, so beispielsweise für bei Schleppern oder sonstigen Arbeitsmaschinen eingesetzte Lüfterräder.
-
Dies ist einmal aerodynamisch bedingt, so beispielsweise in Abhängigkeit von der Größe, der Steifigkeit und der Formgebung der Lüfterflügel, dem jeweiligen Flügelwinkel und/der jeweiligen Antriebsdrehzahl, sowie auch abhängig von der Art der Umstellung der Flügel in ihrem Flügelwinkel. Ferner abhängig von Aufbau und Struktur des die Lüfterflügel tragenden Nabengehäuses und/oder von der Gestaltung und den Toleranzen des im Nabengehäuse aufgenommenen Stellantriebes. Hinzu kommen Anregungen durch Bewegungen, Stöße und Flexibilitäten des mit dem Lüfterrad versehenen Gerätes, Fahrzeuges oder der entsprechenden Maschine. Mit zunehmender Größe des Lüfterrades wird zudem auch eine zentrisch exakte Ausrichtung des Lüfterrades gegen die jeweilige Antriebsquelle, so insbesondere Brennkraftmaschinen, erschwert, von der ausgehend auch anderweitig Schwingungen auf das Lüfterrad übertragen werden. Es ist dementsprechend eine Kette möglicher, das Schwingungs- und/oder Arbeitsverhalten beeinflussender Bau- und Betriebsgegebenheiten gegeben.
-
Aus alldem ergibt sich die Notwendigkeit einer insbesondere im Hinblick auf Schwingungsgegebenheiten optimierten Gestaltung des Lüfterrades und von dessen Anbindung zur Antriebsquelle, wobei entsprechende Optimierungsmaßnahmen nach Möglichkeit auch noch Nachbesserungen im Feld ermöglichen sollten.
-
Dies ungeachtet dessen, dass aus der
US 4,140,435 A Lüfterräder mit radialen Lüfterflügeln bekannt sind, die in ihren Flügelwinkeln gegen Federkraft zwischen entgegengesetzten Förderrichtungen zugeordneten Raststellungen manuell umstellbar sind.
-
Ferner, dass aufbauend auf einer solchen Gestaltung aus der
US 2013/0315742 A1 auch Lüfterräder mit über ihre Lagezapfen in der Nabe geführten und über einen Stellantrieb mit druckbeaufschlagbarem Stellglied in Form eines Stellkolbens bekannt sind, der entgegen der Beaufschlagungsrichtung auf seine Ausgangslage federnd abgestützt ist. Der axiale Stellweg des Stellkolbens wird über Verzahnungsverbindungen zwischen diesem und den nabenseitigen Lagerzapfen der Lüfterflügel in eine Drehbewegung der Lüfterflügel zur Einstellung der Flügelwinkel umgesetzt, wobei die Lagerzapfen Teile der Verzahnungsverbindungen bilden.
-
Weiter, dass aus der
US 2013/0039766 A1 ein in entgegengesetzte Drehrichtungen antreibbares Lüfterrad mit zur Nabe radialen Lüfterflügeln bekannt ist, die fußseitig in der Nabe um ihre radialen Lagerzapfen drehbar gehalten und auf zur Umlaufbahn des Lüfterrades entgegengesetzt angestellte Flügelwinkel einstellbar sind. In der Nabe ist für die Lüfterflügel ergänzend zu einer Führungs- und Drehmechanik eine Umschaltmechanik vorgesehen, über die die Lüfterflügel – bei elastischer Abstützung auf ihre Erstreckungslage in der Umlaufbahn des Lüfterrades als Neutrallage – in Abhängigkeit von der jeweiligen Drehrichtung des Lüfterrades drehzahlabhängig auf eine dieser Drehrichtung zugeordnete Förderrichtung in ihrem Flügelwinkel einstellbar sind.
-
Sowie des Weiteren, dass aus der
US 5 795 132 A ein Lüfterrad mit zu dessen Nabe radialen und über nabenseitige Lagerzapfen verdrehbar geführten Lüfterflügeln bekannt ist, die mit einer nabenseitigen Verstellmechanik verbunden sind. Diese Verstellmechanik weist koaxial zu einem Stellmotor eine über diesen antreibbare, zentrale und zum Lüfterrad koaxiale Stellspindel auf, auf der eine Stellmutter läuft. Diese Stellmutter ist mit einer umfangsseitigen Stellnut versehen, in die zu den Lagerzapfen der Lüfterflügel exzentrische, flügelseitige Stellzapfen als Antriebsglieder eingreifen, so dass sich durch die Verlagerung der Stellmutter längs der Stellspindel zwangsgeführt ein jeweiliger gewünschter Flügelwinkel einstellen lässt.
-
Die Erfindung ist in ihrer Grundform durch ein Lüfterrad mit einem mit einer Antriebsquelle drehfest zu verbindenden Nabengehäuse einer Nabe gebildet, wobei zum Nabengehäuse radiale, fußseitig drehbar gelagerte Lüfterflügel vorgesehen sind, die über ihre Lagerzapfen gegenüber dem Nabengehäuse schwenkbar und in ihrem Flügelwinkel einstellbar sind, und wobei ein Stellantrieb für die Einstellung des Flügelwinkels der Lüfterflügel vorgesehen ist, der ein im Nabengehäuse axial verschiebliches Stellglied des Stellantriebes aufweist, bei zum Stellglied antriebsverbundenen und zu den Lüfterflügeln fußseitig vorgesehenen Antriebsgliedern.
-
Ein solches Lüfterrad ist dahingehend ausgestaltet, dass die zum Nabengehäuse radialen Lüfterflügel, insbesondere aber ihre Lagerzapfen, fußseitig über dämpfend im Nabengehäuse aufgenommene Lager geführt sind, dass die zu den Lüfterflügeln fußseitig vorgesehenen Antriebsglieder zentriert, insbesondere elastisch zentriert zu den Lüfterflügeln angeordnet, insbesondere in den Lagerzapfen vorgesehenen Stecköffnungen gehalten sind, dass die zu den Lüfterflügeln fußseitigen Antriebsglieder in Drehrichtung elastisch zu den Lagerzapfen abgestützt sind, dass die zu den Lüfterflügeln fußseitig drehfesten Antriebsglieder drehelastisch und/oder drehelastisch zu den Flügelblättern abgestützt ausgebildet sind, und/oder dass die Verbindung des Nabengehäuses zur Antriebsquelle bezogen auf eine gemeinsame Drehachse zentrierend elastisch, insbesondere kardanisch elastisch ausgebildet ist.
-
Erfindungsgemäß sind somit im Antrieb des Lüfterrades, und/oder im Stellantrieb für die Lüfterflügel zur Einstellung des Flügelwinkels und/oder für die lagernde Abstützung der Lüfterflügel im Nabengehäuse Elastizitäten vorgesehen, die es ermöglichen, selektiv im Hinblick auf eine jeweilige Schwingungsanregung, wie auch kombiniert in Bezug auf überlagerte Schwingungsanregungen eingesetzt werden. Insbesondere kann somit auch kurzwelligen und langwelligen Schwingungsformen Rechnung getragen werden, wobei unterschiedliche Schwingungsformen gegebenenfalls auch schon dadurch aerodynamisch angeregt sind, dass der jeweilige Kühlluftstrom partiell Kühlwege zu durchlaufen hat, für die unterschiedliche Luftwiderstände gegeben sind, so beispielsweise Kühler unterschiedlicher Bauformen. Schwingungen können insbesondere aber auch unmittelbar auf das Lüfterrad einwirken, oder beispielsweise durch Desachsierungen in der Antriebsverbindung der Antriebsquelle zum Lüfterrad ausgelöst und bedingt sein. Diesen sehr unterschiedlichen Anregungsformen kann durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung bezogen auf ihre jeweilige Einwirkungsrichtung im Lüfterrad gezielt begegnet werden, wobei die Erfindung zudem auch in günstiger Weise individuelle Eingriffsmöglichkeiten, und damit auch etwaige notwendige Nachbesserungen ermöglicht, ungeachteteines einfachen und leichten Aufbaus des Lüfterrades.
-
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Lüfterrades lässt sich bei verschiedenen konstruktiven Varianten im Aufbau desselben jeweils mit Erfolg umsetzen, so beispielsweise bei einem Lüfterrad, bei dem die zu den Lüfterflügeln fußseitig gelegenen Antriebsglieder Antriebszapfen aufweisen, denen am Stellglied zumindest eine umfangsseitige, bevorzugt rinnenförmige Aufnahme zugeordnet ist, so dass der in die rinnenförmige Aufnahme eingreifende Antriebszapfen entsprechend der Achslage des Stellgliedes in Umfangsrichtung des Stellgliedes wandern kann; eine entsprechende Verlagerung des Antriebszapfens ist auch dadurch im Rahmen der Erfindung erreichbar, dass das Stellglied seinerseits bezogen auf seine sich in Verschiebungsrichtung erstreckende Achse verdrehbar ist, wobei diese Maßnahmen auch kombiniert zum Einsatz gebracht werden können.
-
Sind im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung am Stellglied in dessen Verschieberichtung sich erstreckend, und bevorzugt umfangsseitig, Verzahnungselemente vorgesehen, zu denen, bezogen auf einen jeweiligen Lüfterflügel, ein zur Achse des Lüfterflügels jeweils drehfestes verzahntes Antriebsglied korrespondiert, so sind die am Stellglied vorgesehenen Verzahnungselemente bevorzugt in Stellrichtung des Stellglieds elastisch gegen dieses abgestützt, gegebenenfalls korrespondierend zu einer drehelastischen Abstützung des mit den Verzahnungselementen in Eingriff stehenden, bevorzugt durch ein Ritzel gebildeten Antriebsgliedes gegen den jeweiligen Lüfterflügel.
-
Bei beiden Ausgestaltungsformen des Stellantriebes für die Einstellung der Lüfterflügel lassen sich in Wirkrichtung hintereinander liegend mehrere Elastizitäten realisieren, und dies gegebenenfalls in Verbindung mit einer elastischen, insbesondere elastisch kardanisch ausgebildeten Gestaltung im Antrieb des Nabengehäuses zur Antriebsquelle.
-
Für eine solche Verbindung des Nabengehäuses zur Antriebsquelle kann auf an sich bekannte elastische Kupplungen zurückgegriffen werden, beispielsweise elastische Wellenkupplungen mit zwischen den einander gegenüberliegenden Flanschen angeordneter elastischer Verbindungsscheibe, etwa einer bekannten Hardyscheibe.
-
Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung einer solchen elastischen Wellenkupplung besteht darin, die einander gegenüberliegenden Anschlussflansche über einen zur Antriebsachse radial mit Abstand umschließenden elastischen Ringkörper zu verbinden, der gegebenenfalls auch als Balgkörper ausgestaltet sein kann. Der Anschluss des Ringkörpers an die jeweiligen Flansche kann bevorzugt über Winkelstücke erfolgen, die jeweils einen mit dem Ringkörper verbundenen Winkelschenkel und einen gegen den jeweiligen Anschlussflansch verbindenden, insbesondere verschraubbaren Winkelschenkel aufweisen, so dass sich eine sehr einfache und mehrachsig elastisch nachgiebige Verbindung zwischen den Anschlussflanschen ergibt. Für die den jeweiligen Anschlussflanschen zugeordneten Winkelschenkel erweist sich dabei eine Erstreckung derselben nach radial entgegengesetzten Richtungen als zweckmäßig, so beispielsweise für eine gute Zugänglichkeit.
-
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, den Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnungen. Von diesen zeigen im Einzelnen:
-
1 eine rückseitige Ansicht eines Lüfterrades gemäß der Erfindung in Richtung des Pfeiles I in 2,
-
2 das Lüfterrad gemäß 1 in einem Schnitt gemäß II-II in 1
-
3 ein Ausschnitt III in 2 in vergrößerter Darstellung,
-
4 eine vergrößerte Darstellung eines Schnittes IV-IV in 1,
-
5 eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnittes V in 2,
-
6 in einer stärker schematisierten, in Annäherung der Ausschnittsvergrößerung gemäß 3 entsprechenden Schnittdarstellung eine hinsichtlich des Stellantriebes für die in ihrem Flügelwinkel veränderbar einstellbaren Lüfterflügel abgewandelte Bauform,
-
7 eine weitere Ausgestaltungsform einer drehelastischen Verbindung eines zur Drehachse des Lüfterflügels konzentrischen Antriebsgliedes zum Flügelblatt des Lüfterflügels, und
-
8 eine der Darstellung gemäß 7 entsprechende Ausgestaltung der Antriebsverbindung des Antriebsgliedes mit dem Lüfterflügel bei Verbindung des Antriebsgliedes mit dem Stellglied, entsprechend der Bauform gemäß 6.
-
In 1 ist in Rückansicht eine Ausgestaltung eines Lüfterrades 1 gezeigt, zu dem aus den 2 bis 5 und 7 weitere Details ersichtlich sind. Das Lüfterrad 1 weist eine Nabe 2 mit einem Nabengehäuse 3 auf. Das Nabengehäuse 3 ist quer zur Drehachse 4 der Nabe 2 geteilt und weist – siehe 2 – einen Deckel 5 und ein Rückenteil 6 auf. Deckel 5 und Rückenteil 6 umgrenzen den zentralen Aufnahmeraum 7 des Nabengehäuses 3, in dem in Erstreckungsrichtung der Drehachse 4 axial verschieblich ein kolbenartiges Stellglied 8 angeordnet ist. Das Stellglied 8 ist, bezogen auf die 1 bis 5 und 7, über Federn 9 in Richtung auf seine deckelseitige End- oder Anschlaglage verspannt und in Gegenrichtung druckbeaufschlagt verstellbar. Ein entsprechender Druckanschluss ist insgesamt mit 10 bezeichnet. Über den Druckanschluss 10 erfolgt die Zuführung des jeweils als Arbeitsmittel verwendeten Fluides, insbesondere Druckluft.
-
Die einander entgegengesetzten Stellrichtungen des kolbenartigen Stellgliedes 8 entsprechen bei gleicher Drehrichtung des Lüfterrades 1 einander entgegengesetzten Förderrichtungen der im Nabengehäuse 3 gelagerten und über das Stellglied 8 verdrehbaren Lüfterflügel 20, 33. Die Drehachsen 40 der Lüfterflügel 20, 33 liegen in zur Umlaufbahn des Lüfterrades 1 senkrechten Radialebenen, sowie zur Ebene des jeweiligen Flügelblattes 30 querversetzt. Dies bei im Rahmen der Erfindung gegebenenfalls bezogen auf die jeweilige Drehachse 40 auch unsymmetrischer Verteilung der Flächen des Flügelblattes 30 und damit auch bezogen auf diese Drehachse 40 ungleich richtungsabhängiger Drehmomentverteilung.
-
Die Umstellung der Förderrichtung erfolgt nahezu schlagartig, insbesondere bei Ausgestaltung mit todierbarer Drehstabverbindung (Torsionsstab 42) des Lüfterflügels 20, 33 zum Antriebsglied 25. Trotzdem auch gedämpft, wenn, bezogen auf die jeweiligen Lüfterflügel 20, die Ebene des jeweiligen Flügelblattes 30 die die Drehachse 40 des Lüfterflügels 20, 33 enthaltende Radialebene als in Bezug auf die Förderrichtung neutrale Umschlagebene durchläuft. Ferner gilt dies auch bei Lüfterrädern, bei denen für die Lüfterflügel die Drehachsen in der jeweiligen Flügelblattebene liegen.
-
Dem bevorzugt als Drehdurchführung ausgebildeten Druckanschluss 10, der deckelseitig vorgesehen ist, liegt axial – als Verbindung zu einer hier nicht dargestellten Antriebsquelle, beispielsweise einer Brennkraftmaschine – eine Anschlusskupplung 11 gegenüber. Die Anschlusskupplung 11 ist über einen Anschlussflansch 12 zentriert mit dem Rückenteil 6 des Nabengehäuses 3 verbunden. Zum Anschlussflansch 12 ist bei dieser Ausgestaltung der Anschlusskupplung 11 lagefest eine Traghülse 13 angeordnet, die bei radial geringem Spiel wegbegrenzend die Antriebswelle 14 – bevorzugt die Abtriebswelle einer Brennkraftmaschine – umschließt. Umschließend radial beabstandet zur Traghülse 13 ist ein elastischer Ringkörper 15 vorgesehen, der den Anschlussflansch 12 mit dem axial gegenüberliegenden Anschlussflansch 18 der Anschlusskupplung 11 verbindet. Der Ringkörper 15 stützt die Anschlussflansche 12 und 18 radial und in Umfangsrichtung elastisch gegeneinander ab, wobei der durch die radiale Nachgiebigkeit des Ringkörpers 15 gegebene radiale Verstellweg des Lüfterrades 1 gegen die Antriebswelle 14 über das vorgegebene Spiel zwischen der Antriebswelle 14 und der Traghülse 13 begrenzt ist, so dass das Lüfterrad 1 im gezeigten Fall über die Antriebswelle 14 getragen sein kann.
-
Der Ringkörper 15 ist zu den Anschlussflanschen 12 bzw. 18 jeweils über Tragpratzen 16, 17 abgestützt, die sich radial nach entgegengesetzten Richtungen erstrecken und von denen die Tragpratzen 17 zum Ringkörper 15 radial auskragend liegen, so dass eine gute Zugänglichkeit zur Verschraubung der Tragpratzen 17 gegen den Anschlussflansch 18 gegeben ist.
-
Der Anschlussflansch 18 ist mit einem Halsteil 19 versehen, das in Gegenrichtung zum Lüfterrad 1 axial abragt und über das bevorzugt die Drehfixierung der Abtriebswelle 14 zum antriebsseitigen Anschlussflansch 18 erfolgt.
-
Die beiden Hälften des Nabengehäuses 3, also der Deckel 5 und der Rückenteil 6, bilden die lagernde Aufnahme für die mit ihrer Drehachse 40 in der Anschlussebene zwischen Deckel 5 und Rückenteil 6 liegenden, in der Nabe 2 drehbar und radial sich erstreckend gelagerten Lüfterflügel 20 des Lüfterrades 1. Die Lüfterflügel 20 laufen jeweils radial innen auf Lagerzapfen 21 aus, mit denen die bevorzugt aus Kunststoff bestehenden Flügelblätter 30 durch Verspritzen lagefest verbunden sind. Die Lagerzapfen 21 erstrecken sich in der Trennebene zwischen Deckel 5 und Rückenteil 6 und sind zu diesen über Lager 22 abgestützt, wobei im Ausführungsbeispiel je Lagerzapfen 21 ein Lagerpaar vorgesehen ist, von dessen Lagern 22 bevorzugt das radial äußere durch Formschluss radial und axial, und das radial innere lediglich radial zum Nabengehäuse abstützend festgelegt ist. Über den Lagerzapfen 43 sind die Lager 22 und das jeweilige Flügelblatt 30 eines Lüfterflügels 32 jeweils zu einer Baueinheit zusammengefasst.
-
Im Ausführungsbeispiel gemäß 1 bis 5 und 7 erfolgt die Drehung der Lüfterflügel 20 in Abhängigkeit von der axialen Stellung des Stellgliedes 8 über eine als Zahntrieb 23 gestaltete Antriebsverbindung, die je Lüfterflügel 20 ein axial zum Stellglied 8 festgelegtes und mit dem Stellglied 8 verstellbares Verzahnungselement 24, insbesondere in Form eines Zahnstangenabschnittes, und ein zur Drehachse 40 des jeweiligen Lüfterflügels 20 koaxiales Antriebsglied 25, insbesondere in Form eines Ritzels, aufweist, das über einen Führungszapfen 26 zum Lagerzapfen 21 zentrisch und im Rahmen der Erfindung gegebenenfalls drehelastisch abgestützt ist. Dies veranschaulichen insbesondere die 3 und 4, aus denen auch einige der erfindungsgemäß zur Schwingungsdämpfung vorgesehenen sonstigen Maßnahmen ersichtlich sind.
-
Bereits in Verbindung mit 2 ist die schwingungsdämpfende Anschlussverbindung zwischen dem Lüfterrad 1 und der als Antriebsquelle vorgesehenen, nicht dargestellten Brennkraftmaschine über die Anschlusskupplung 11 erläutert.
-
Als weitere im Rahmen der Erfindung zweckmäßige Dämpfungsmaßnahme ist vorrangig aus 4 ersichtlich, dass das Verzahnungselement 24 in Form der Zahnstange über Elastizitäten – hier bei 27 angedeutete elastische Elemente – zum Deckel 5 in Verstellrichtung elastisch abgestützt ist. Eine solche elastische Abstützung kann über in ihrer Härte entsprechend abgestimmte elastische Elemente 27 erfolgen, wobei diese hier durch Ummantelungen von zur Festlegung der Zahnstangen vorgesehenen Zapfen 45 veranschaulicht sind und gebildet sein können, oder auch selbst Tragteile für die Verzahnungselemente 24 bilden können. Als Dämpfungsmaterialien kommen Gummi- oder Kunststoffelemente in Frage, erfindungsgemäß aber auch in ihrer Härte und/oder Porosität entsprechend abgestimmte, in sich elastische Metallschäume. Letztere bieten insbesondere auch eine hohe Temperaturunempfindlichkeit und stellen damit im erfindungsgemäßen Rahmen bevorzugte Dämpfungsmaterialien dar.
-
3 veranschaulicht darüber hinaus die dämpfende Abstützung 41 der Lager 22 für die Lagerzapfen 21 in Deckel 5 und Rückenteil 6, wobei die vorgesehene dämpfende Einlage sowohl umfangsseitig wie auch stirnseitig zu den Lagern 22 vorgesehen sein kann.
-
Weiter veranschaulicht 3 auch eine dämpfende Abstützung des als Antriebsglied 25 vorgesehenen Ritzels über seinen Führungszapfen 26 zum Lagerzapfen 21, der als Hohlzapfen veranschaulicht ist, beispielsweise über einen Teil seiner Länge hohlgebohrt ist und so zentral den Führungszapfen 26 bei entsprechender radialer und/oder elastischer Abstützung aufnimmt.
-
Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, eine rotatorisch dämpfende Verbindung zwischen dem Antriebsglied 25 in Form des Ritzels und dem Lüfterflügel 20 dadurch zu schaffen, dass – gemäß 7 – der Führungszapfen 26 des Antriebsgliedes 25, also des Ritzels als lediglich im Bereich eines seiner Enden drehfest gehaltener Torsionsstab 42 ausgebildet ist, bei Ausbildung des Lagerzapfens 21 als hohler Lagerzapfen 43. Dieser läuft erfindungsgemäß bevorzugt in einem vom Flügelblatt 30 umspritzten Endteil 44 aus, das eine drehfeste Abstützung für das radial äußere Ende des Torsionsstabes 42 bildet, so dass sich für diesen eine große Länge ergibt. Insbesondere eine solche Lösung bietet die Möglichkeit, die drehstabartige Verbindung zwischen dem Antriebsglied 25 und dem Lüfterflügel 20 in ihrer Drehelastizität auch durch entsprechende Längenbemessung des als Torsionsstab 42 ausgebildeten Führungszapfens 26 den Bedürfnissen anzupassen, wobei das dem Antriebsglied 25 benachbarte, radial innere Ende bevorzugt mit Drehspiel zum Lagerzapfen 43 abgestützt ist. Die radial äußere, drehfeste, insbesondere formschlüssige Abstützung ist mit 47, die radial innere, drehbare Abstützung mit 48 bezeichnet. Zur radialen Abstützung des Lagerzapfens 43 gegen das radial äußere Lager 22 ist im Fußbereich des Flügelblattes 30 auf den Lagerzapfen 43 aufgesetzt eine Stützhülse 49 kraft-, form- und/oder materialschlüssig, insbesondere durch Verstemmen, vorgesehen, die auch der Verstärkung der Verbindung zwischen dem Lagerzapfen 43 und dem Flügelblatt 30 dient.
-
In entsprechender Weise liegt eine Ausbildung im Rahmen der Erfindung, in der das Antriebsglied 25, insbesondere in Form eines Ritzels über seinen Führungszapfen, entsprechend dem Führungszapfen 26, gegebenenfalls unmittelbar, insbesondere elastisch gelagert im Lagerzapfen 43 abgestützt ist, wie in 3 veranschaulicht.
-
Eine weitere insbesondere drehelastische Verbindung des als Ritzel ausgebildeten Antriebsgliedes 25 zeigt 5, wobei das Ritzel endseitig auf dem über die Lager 22 abgestützten Lagerzapfen 21 aufgesetzt angeordnet ist und gegen den Lagerzapfen 21 über einen elastischen Stützring 28 festgelegt ist, der axial drehfest anschließend an das Ritzel 25 radial zum Lagerzapfen 21 umgreifend gegen diesen drehfest festgelegt ist. Eine derartige Anordnung des elastischen, zum Beispiel gummielastischen oder Metallschaum gebildeten Stützringes 28 gibt die Möglichkeit, trotz beschränkten Bauraumes ein verhältnismäßig großes Elastizitätsvolumen zur Verfügung zu stellen, wobei durch Ausgestaltung des Stützringes 28 mit Aussparungen und dergleichen, so auch als metallischer Schaumring mit durch Wahl der Porosität festgelegter Elastizität in einfacher Weise eine Abstimmung hinsichtlich des gewünschten Elastizitätsgrades zu erreichen ist. Im Hinblick auf ein möglichst großes Elastizitätsvolumen für dem Stützring 28 ist bei dieser Lösung das Antriebsglied 25 in Form eines Ritzels an seiner dem Stützring 28 zugewandten Stirnseite mit einer radial auskragenden Tragschulter 29 versehen, über die sich auch eine zweckmäßige Positionierung und Fixierung des Stützringes 28 zum Ritzel 25 erreichen lässt.
-
In
6 und
8 ist eine Ausgestaltung einer Nabe
31 eines Lüfterrades
32 schematisiert veranschaulicht, das in Bezug auf die Gestaltung des Stellantriebes für die im Flügelwinkel einstellbaren Lüfterflügel
33 im Wesentlichen einem Lüfterrad gemäß der
DE 198 13 372 C2 entspricht. In entsprechender Weise ist das kolbenartige Stellglied
34 des Stellantriebes umfangsseitig mit einer rinnenförmigen Aufnahme
35, insbesondere einer Nut versehen, in die ein korrespondierender, fußseitig zum Lüfterflügel
33 vorgesehener Antriebszapfen
36 eines Antriebsgliedes
25 eingreift, wobei dieser Antriebszapfen
36 zur Drehachse
40 des Lüfterflügels
33 exzentrisch liegt. Dementsprechend ergibt sich durch axiale Verschiebung des Stellgliedes
34 eine Verdrehung des Antriebsgliedes
25 des Lüfterflügels
33, wobei bezogen auf
6 für den Kolben als Stellglied
34 angedeutet ist, dass dieser entgegen seiner Beaufschlagung mit einem Druckmedium (Pfeil
46) zur Verstellung der Lüfterflügel
33 über eine Federabstützung
37 beaufschlagt ist.
-
Wie durch verdickte Begrenzungslinien der den Lagerzapfen 38 aufnehmenden Lager 39 und auch des Antriebsgliedes 36 veranschaulicht, kann auch bei einer derartigen Ausgestaltung eines Lüfterrades 32 eine den voraufgehenden Schilderungen und den Ansprüchen zu entnehmende elastische Abstützung der entsprechenden Elemente des Lüfterrades 1 erreicht werden, somit also eine erfindungsgemäß angestrebte Dämpfung mit entsprechenden Mitteln auch vorliegend erreicht werden.
-
8 zeigt in Bezug auf eine Ausgestaltung gemäß 6 die drehsteife Verbindung des über den Antriebszapfen 36 in das Stellglied 34 eingreifenden Antriebsgliedes 25 mit dem Flügelblatt 30 eines Lüfterrades 32 über einen Torsionsstab 42, wobei auch hier der Torsionsstab 42 in seiner Durchführung durch den Lagerzapfen 43 zu diesem radial abgestützt sein kann, in Berücksichtigung des lediglich kleinen Drehwinkels des Torsionsstabes 42 zum hohlen, den Torsionsstab 42 umschließenden Lagerzapfen 43 gegebenenfalls auch nur durch eine Gleitbeschichtung, wobei der Torsionsstab 42 zumindest im Bereich seines freien, dem Flügelblatt 30 benachbarten, bevorzugt radial in das Flügelblatt hineintauchenden Endes drehsteif, insbesondere aber drehfest, beispielsweise formschlüssig gegen den Lagerzapfen 43 festgelegt ist, sich aber bevorzugt weitgehend ungeführt durch dessen zentrale, radiale Öffnung sich der Torsionsstab 42 erstreckt. Im Bereich seines an das Antriebsglied 25 anschließenden Endes ist der Torsionsstab 42 zum Lagerzapfen 43 bevorzugt geführt, bei radialem Freigang des Torsionsstabes 42 im radialen, zwischen seinen Enden liegenden Zwischenbereich durch Ausbildung eines im Durchmesser zurückgenommenen Übergangsabschnittes. Die Führung für den Torsionsstab 42 im an das Antriebsglied 25 anschließenden radialen Bereich ist bevorzugt als Gleitführung zum Lagerzapfen 38 ausgebildet, wobei aufgrund der kleinen Drehwege des Torsionsstabes 42 in diesem geführten Bereich erfindungsgemäß auch eine Gleitbeschichtung ausreichend sein kann. Für den Torsionsstab 42 ergibt sich im angesprochenen Übergangsbereich aufgrund des bevorzugt vorgesehenen radialen Freiganges ein weites Spektrum von Gestaltungsformen, so wäre beispielsweise auch eine gewendelte Ausbildung möglich. Durch Variationen in der Ausbildung, der Formgebung und/oder des Querschnittes sind weitere Einflussmöglichkeiten auf das Dämpfungs- und Übertragungsverhalten des Torsionsstabes 42 möglich.
-
Wie aus den Darstellungen gemäß 7 und 8 ersichtlich bietet der Torsionsstab 42 auch eine günstige Möglichkeit zur radialen Fixierung der Lüfterflügel 20 mit zugehöriger Lagerung als Baueinheit gegen das Nabengehäuse 3, bei radialer und axialer Abstützung über die Lager 22, die ihrerseits radial außen im Nabengehäuse 3 aufgenommen sind und bei radial innerer Abstützung gegen das zu den Lagern 22 radial übergreifende Antriebsglied 25 axial über den Torsionsstab 42 verspannt sind.
-
Ein derartiger Aufbau der Nabe 2 ist konstruktiv zu beherrschen, er bietet günstige Voraussetzungen für eine raumsparende Ausbildung der Nabe 2 bei hohem, in Umfangsrichtung der Nabe 2 sich ergebenden Überdeckungsgrad zwischen benachbarten Lüfterflügeln 20 und ist erfindungsgemäß durch die funktionale Trennung hinsichtlich der zwischen dem Nabengehäuse 3 und den Lüfterflügeln 33 zu übertragenden Stützkräfte und der zur Drehung der Lüfterflügel 33 gegenüber dem Nabengehäuse 3 auf diese zu übertragenden Torsionskräfte auch hoch belastbar. Insbesondere ergibt sich auch ein gedämpfter, trotzdem schneller Durchlauf der Flügelblätter 30 durch die neutrale Umschlagebene beim Wechsel der Förderrichtung des Lüfterrades 1 von Saugen auf Blasen und umgekehrt, verbunden mit einer Reduzierung der mechanischen Beanspruchungen durch die Elastizitäten, insbesondere des jeweiligen Torsionsstabes 42.
