DE10222673C1

DE10222673C1 - Volumetric flow regulator for room ventilation installation uses setting device coupled to tension spring of resetting mechanism for determining volumetric flow

Info

Publication number: DE10222673C1
Application number: DE10222673A
Authority: DE
Inventors: Werner Wildeboer; Thomas Harms
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-05-22
Filing date: 2002-05-22
Publication date: 2003-11-27
Anticipated expiration: 2022-05-23

Abstract

The flow regulator has a pivoted flap (12) contained in a flow channel (10) and coupled to a resetting mechanism (18) via a lever arm (20). The resetting characteristic is determined by a tension spring (24) and an associated setting device provided with a pivoted setting lever (26), coupled to the lever arm via the tension spring and a cooperating eccentric (28). The length of the setting lever is at least double that of the lever arm.

Description

Die Erfindung betrifft einen Volumenstromregler für raumlufttechnische Anla gen mit einer in einem Strömungskanal schwenkbar angeordneten Klappe.The invention relates to a volume flow controller for ventilation systems gene with a flap pivotally arranged in a flow channel.

Solche Volumenstromregler werden insbesondere dazu eingesetzt, den Volumen strom des durch den Strömungskanal strömenden Mediums auf einen vorgebba ren Sollwert zu regeln. Die Klappe ist üblicherweise auf einer Welle befestigt, die durch die Mitte des Strömungskanals und durch die Mitte der Klappe verläuft. In der Ruhestellung ist die Klappe nur um einen sehr kleinen Winkel schräg zur Strömungsrichtung angestellt, so dass sie der Strömung praktisch keinen Wider stand entgegensetzt. Wenn die Klappe jedoch von dem Medium umströmt wird, treten aerodynamische Kräfte auf, die ein Drehmoment in der durch die anfäng liche Schrägstellung bestimmten Richtung erzeugen und somit die Tendenz ha ben, die Klappe in die Schließstellung zu verschwenken, in der sie den Strö mungskanal versperrt. Durch einen Rückstellmechanismus mit einer Feder wird auf die Klappe ein elastisches Rückstellmoment ausgeübt, dessen Stärke gemäß einer bestimmten Kennlinie, der Rückstellmomentkennlinie, von der Winkelstel lung der Klappe abhängig ist. Diese Kennlinie ist so beschaffen, dass die Klappe eine stabile Gleichgewichtsstellung einnimmt, in der sich das von der Strö mungsgeschwindigkeit abhängige aerodynamische Schließmoment und das Rückstellmoment die Waage halten und in der die Strömung so weit gedrosselt wird, daß eine mechanisch selbsttätige Regelung auf den gewünschten Volu menstrom erfolgt. Mit Hilfe einer Einstelleinrichtung läßt sich die Rückstellmo mentkennlinie modifizieren und damit der Volumenstrom einstellen, auf den je weils geregelt wird. Generell führt ein stärkeres Rückstellmoment zu einem grö ßeren Volumenstrom.Such volume flow controllers are used in particular for volume flow of the medium flowing through the flow channel to a predetermined regulate their setpoint. The flap is usually attached to a shaft that runs through the middle of the flow channel and through the middle of the flap. In the rest position, the flap is only at a very small angle to the Direction of flow turned so that they practically no opposition to the flow opposed. However, if the medium flows around the flap, aerodynamic forces occur, which are a torque in the beginning produce a certain inclination and thus the tendency ha ben to pivot the flap into the closed position in which it the flow channel blocked. Through a return mechanism with a spring an elastic restoring moment is exerted on the flap, the strength of which according to a specific characteristic, the restoring torque characteristic, from the angular position the flap is dependent. This characteristic is designed so that the flap assumes a stable equilibrium position, in which the Strö speed dependent aerodynamic closing torque and that Return moment balance and in which the flow is throttled so far is that a mechanically automatic control to the desired Volu menstrom occurs. With the help of an adjustment device, the reset mo Modify the characteristic curve and thus adjust the volume flow to whichever because it is regulated. Generally, a stronger restoring torque leads to a larger outer volume flow.

Die FR 1313310 beschreibt einen Volumenstromregler, bei dem eine Zugfeder an einem Hebelarm an der Klappe angreift. Eine Einstellung des gewünschten Volumenstroms ist beispielsweise durch Wahl einer geeigneten Federkonstante möglich. Etwaige Schwingungen des Hebelarms werden durch eine Dämpfungs vorrichtung gedämpft.FR 1313310 describes a volume flow controller with a tension spring engages on a lever arm on the flap. A setting of the desired Volume flow is, for example, by choosing a suitable spring constant possible. Any vibrations of the lever arm are dampened device steamed.

Aus DE 100 14 901 C2 ist ein Volumenstromregler der eingangs genannten Art bekannt, bei dem die Feder durch eine Blattfeder gebildet wird, die an einem Ende gelenkig gehalten ist und deren freies Ende über eine Zugstange mit einem Hebelarm an der Drosselklappenwelle verbunden ist. Ein Exzenter der Einstell einrichtung greift etwa auf halber Länge an der Blattfeder an und bewirkt so je nach Einstellposition eine mehr oder minder starke Durchbiegung der Blattfe der. Auf diese Weise wird über die Federvorspannung das Rückstellmoment und damit der Volumenstrom eingestellt.From DE 100 14 901 C2 is a volume flow controller of the type mentioned is known, in which the spring is formed by a leaf spring which on a End is articulated and the free end via a tie rod with a Lever arm is connected to the throttle valve shaft. An eccentric of the settings device engages about half the length of the leaf spring and so causes each Depending on the setting position, a more or less strong deflection of the blade the. In this way, the restoring torque and thus the volume flow is set.

Bei einem ähnlichen bekannten Volumenstromregler ist die Blattfeder so an einer drehbaren und in unterschiedlichen Winkelpositionen arretierbaren Kurvenscheibe befestigt, dass die Blattfeder sich bei fortschreiten der Durchbiegung an die Kurve der Kurvenscheibe anschmiegt. Auf diese Weise kann durch die Form der Kurvenscheibe die Verkürzung der Biegelänge der Blattfeder und damit die Änderung der Federkonstanten bestimmt werden. Zu gleich ändert sich beim Verstellen der Kurvenscheibe auch die Vorspannung der Blattfeder sowie die Richtung der Kraft, mit der die Blattfeder über die Zugstan ge an dem Hebelarm der Klappe angreift.In a similar known volume flow controller the leaf spring in a rotatable and in different angular positions Lockable cam attached that the leaf spring progresses the deflection hugs the curve of the cam. In this way can shorten the bending length of the Leaf spring and thus the change in the spring constant can be determined. to the preload of the changes immediately when the cam disc is adjusted Leaf spring as well as the direction of the force with which the leaf spring over the tension stand engages on the lever arm of the flap.

Wenn sich aufgrund von Fluktuationen der Strömungsgeschwindigkeit die Win kelstellung der Klappe ändert, so ändert sich die Durchbiegung der Blattfeder und damit auch der Winkel zwischen dem freien Ende der Blattfeder und der Zugstange, die gelenkig mit diesem freien Ende verbunden ist. In dem Gelenk zwischen der Blattfeder und der Zugstange tritt daher Reibung auf, die eine un erwünschte Hysterese beim Regelspiel der Klappe verursacht.If the Win If the flap changes in its position, the deflection of the leaf spring changes and thus also the angle between the free end of the leaf spring and the Drawbar that is articulated to this free end. In the joint therefore occurs between the leaf spring and the tie rod, the un desired hysteresis in the control game of the valve caused.

Die DE 42 20 668 C1 beschreibt eine Betätigungsvorrichtung für eine Stellklappe in Kraftfahrzeugen, mit der eine Luftdurchtrittsöffnung verschlossen werden kann. Bei dieser Betätigungsvorrichtung wird eine vergleichsweise steife Druckfeder zur Anpassung eines längeren Betätigungsweges an einen kleineren Verstellweg eingesetzt, damit trotz Fertigungstoleranzen und Alterungsprozessen die Stell klappe zuverlässig mit einem konstanten Betätigungshub zu schließen ist. Eine Volumenstromregelung findet jedoch nicht statt.DE 42 20 668 C1 describes an actuating device for a flap in Motor vehicles with which an air passage opening can be closed. This actuating device uses a comparatively stiff compression spring to adapt a longer actuation path to a smaller adjustment path used so that despite manufacturing tolerances and aging processes, the position flap can be closed reliably with a constant actuation stroke. A However, volume flow control does not take place.

In der DE 26 17 830 A1 wird ein Volumenstromregler beschrieben, bei dem die Fe der durch eine Zugfeder gebildet wird, die den Hebelarm an der Klappe mit ei nem um eine feste Schwenkachse schwenkbaren Stellhebel verbindet. Die Achse des Schwenkhebels ist hier rechtwinklig zur Welle der Drosselklappe orientiert, und der Punkt, an dem die Zugfeder gelenkig mit dem Stellhebel verbunden ist, liegt verhältnismäßig nahe an der festen Schwenkachse, so dass die Änderungen der Einstellung nur einen vernachlässigbaren Effekt auf die Angriffsrichtung der Kraft der Zugfeder haben. Der Stellhebel ist über den Anlenkpunkt der Zugfeder hinaus verlängert, und am freien Ende dieses Stellhebels greift ein aufwendiger Stellantrieb an, mit dem eine feinfühlige Verstellung des Stellhebels ermöglicht wird. Um einen progressiven Kennlinienverlauf zu erreichen, ist die Zugfeder mit Hilfe eines gegen einen Anschlag bewegbaren Widerlagers in zwei Abschnitte un terteilt. Durch das Widerlager wird die Auszuglänge des einen Abschnitts der Zugfeder begrenzt. Bei Überschreitung dieser Auszuglänge kann sich dann nur noch der andere Abschnitt der Feder dehnen, so daß man von diesem Punkt ab eine entsprechend steilere Federkennlinie erhält.DE 26 17 830 A1 describes a volume flow controller in which the Fe which is formed by a tension spring, which the lever arm on the flap with egg nem connects adjusting lever pivotable about a fixed pivot axis. The axis of the swivel lever is oriented at right angles to the throttle valve shaft, and the point at which the tension spring is articulated to the control lever, is relatively close to the fixed pivot axis, so the changes the setting only a negligible effect on the direction of attack Have the force of the tension spring. The adjusting lever is above the pivot point of the tension spring extended, and at the free end of this lever engages an elaborate Actuator with which a fine adjustment of the control lever enables becomes. The tension spring is included in order to achieve a progressive characteristic curve With the help of an abutment movable against a stop in two sections tert rushes. Through the abutment, the extension length of one section of the Tension spring limited. If this extension length is exceeded, then only still stretch the other section of the spring so that you can go from that point receives a correspondingly steeper spring characteristic.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Volumenstromregler zu schaffen, bei dem sich mit einer einfach und kompakt aufgebauten Einstelleinrichtung eine hyste researme Rückstellmomentkennlinie einstellen läßt.The object of the invention is to provide a volume flow controller in which hysteria with a simple and compact setting device low residual torque characteristic curve can be set.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 angegeben.The solution to this problem is in claim 1 specified.

Da als Feder eine Zugfeder verwendet wird, die beim Regelspiel der Klappe nur auf Dehnung beansprucht wird, tritt am Verbindungspunkt zwischen der Zugfe der und dem Stellhebel keine Reibung auf, die eine Hysterese in der Rückstell momentkennlinie verursachen könnte. Da der Stellhebel starr ist und somit bei dem Einstellvorgang keine Durchbiegung erfährt, ergibt sich außerdem ein ein deutig definierter Zusammenhang zwischen der Winkelstellung des Stellhebels und der Dehnung der Zugfeder. Die Federkonstante der Zugfeder bleibt unver ändert. Die Form der Rückstellmomentkennlinie wird bei dieser Lösung allein durch die Federvorspannung und durch die beim Regelvorgang und ggf. auch beim Einstellvorgang eintretende Änderung der Kraftangriffsrichtung bestimmt, so daß keine besonderen Maßnahmen zum Verändern der Federkonstanten der Zugfeder erforderlich sind. Auf diese Weise wird ein sehr einfacher und auf grund der Anordnung des Exzenters unmittelbar am Stellhebel auch sehr kom pakter Aufbau des Rückstellmechanismus ermöglicht. Since a tension spring is used as the spring, which only applies to the control game of the flap stretching occurs at the connection point between the Zugfe the and the control lever no friction, which a hysteresis in the reset moment characteristic could cause. Since the control lever is rigid and therefore at undergoes no deflection during the adjustment process, there is also a clearly defined relationship between the angular position of the control lever and the extension of the tension spring. The spring constant of the tension spring remains unchanged changes. The shape of the restoring torque characteristic is used alone with this solution by the spring preload and by the control process and possibly also changes in the force application direction occurring during the adjustment process, so that no special measures to change the spring constant of the Tension spring are required. This way it becomes a very simple and up due to the arrangement of the eccentric directly on the lever very com allows the exact structure of the reset mechanism.

Die Winkelposition des Stellhebels lässt sich mit Hilfe des Exzenters sehr fein fühlig einstellen, wobei sich durch die Wahl der Kontur des Exzenters erreichen läßt, dass sich zwischen dem Drehwinkel des Exzenters und dem mit Hilfe dieses Exzenters einzustellenden Volumenstrom ein zumindest annähernd linearer Zu sammenhang ergibt. Die beim Einstellvorgang auftretende Reibung zwischen dem Exzenter und dem Stellhebel hat keinen nachteiligen Einfluss auf das Regel verhalten und erweist sich sogar als vorteilhaft, da sie dazu beiträgt, den Stell hebel durch Selbsthemmung, ungeachtet der durch die Zugfeder ausgeübten Kräfte, in der jeweils eingestellten Position zu halten. Die Einstellskala für den Volumenstrom lässt sich mit Hilfe des Exzenters derart spreizen, dass die Verstel lung zwischen dem minimalen und dem maximalen Einstellwert durch eine Dre hung des Exzenters um 90° erreicht wird. Das ist deshalb besonders vorteilhaft, weil die meisten motorischen Stellantriebe auf diesen Winkelbereich ausgelegt sind.The angular position of the control lever can be very fine with the help of the eccentric adjust gently, reaching by choosing the contour of the eccentric lets that between the angle of rotation of the eccentric and that with the help of this Eccentric volume flow to be an at least approximately linear zu context results. The friction between the adjustment process the eccentric and the control lever has no adverse effect on the rule behave and even proves to be advantageous as it helps the position lever by self-locking, regardless of that exerted by the tension spring Forces to hold in the currently set position. The setting scale for the Volume flow can be spread with the help of the eccentric so that the adjuster between the minimum and the maximum setting value by a Dre eccentric by 90 °. So this is particularly advantageous because most motorized actuators are designed for this angular range are.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprü chen.Advantageous embodiments of the invention result from the subclaims chen.

Bevorzugt ist die Schwenkachse des Stellhebels parallel zur Schwenkachse der Klappe orientiert. In diesem Fall lässt sich die beim Verschwenken des Stellhe bels eintretende Änderung der Kraftangriffsrichtung gezielt dazu ausnutzen, die Form der Rückstellmomentkennlinie zu modifizieren.The pivot axis of the actuating lever is preferably parallel to the pivot axis of the Flap oriented. In this case, the swiveling of the Stellhe purposefully take advantage of the change in the direction of force application that occurs Modify the shape of the restoring torque characteristic.

Ein besonders kompakter Aufbau lässt sich dadurch erreichen, dass die Zugfeder am freien Ende des Stellhebels angreift. Der Exzenter lässt sich dann raumspa rend so anordnen, dass er in einem mittleren Abschnitt an dem Stellhebel an greift.A particularly compact structure can be achieved by the tension spring attacks at the free end of the control lever. The eccentric can then be spared Arrange the rend so that it is in a central section on the control lever attacks.

Das Zugglied, das den Stellhebel mit dem Hebelarm der Klappe verbindet, kann allein durch die Zugfeder gebildet werden, kann jedoch wahlweise auch nichtela stische Komponenten wie etwa eine Zugstange oder ein Zugseil enthalten.The tension member that connects the control lever with the lever arm of the flap can can be formed solely by the tension spring, but can optionally also not include static components such as a pull rod or pull rope.

Vorzugsweise ist die Anordnung so getroffen, dass das zwischen dem Hebelarm an der Klappe und dem Zugglied gebildete Gelenk annähernd gestreckt ist, wenn sich die Klappe in der Ruhestellung, d. h., in der maximal geöffneten Stellung be findet. In dieser Ruhestellung ist dann das Rückstellmoment gleich null, und bei Auslenkung der Klappe aus der Ruhestellung heraus erhält man eine progressi ve Rückstellmomentkennlinie, deren Anfangssteigung nahezu null ist und die um so steiler ansteigt, je länger der Hebelarm ist, über den das Zugglied an der Klappe angreift.The arrangement is preferably such that that between the lever arm formed on the flap and the tension member is approximately stretched when the flap is in the rest position, d. that is, in the maximum open position place. In this rest position, the restoring torque is then zero, and at Deflection of the flap out of the rest position gives a progressi ve reset torque characteristic curve, the initial slope of which is almost zero and the the longer the lever arm over which the tension member on the Flap attacks.

Wenn das Zugglied mit dem Stellhebel einen spitzen Winkel bildet, ändert sich beim Verschwenken des Stellhebels im Sinne einer stärkeren Dehnung der Zug feder zugleich auch der Winkel zwischen dem Zugglied und dem klappenseitigen Hebelarm, mit der Folge, dass sich beim Verschwenken des Stellhebels nicht nur die Vorspannung der Feder vergrößert, sondern die Rückstellmomentkennlinie auch schon in der Ruhestellung der Klappe einen positiven Betrag und eine po sitive Anfangssteigung erhält. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Länge des Stellhebels größer als die Länge des Hebelarms an der Klappe. Weiter hin ist es zweckmäßig, wenn der Angriffspunkt des Zugliedes am Hebelarm, die Schwenkachse des Stellhebels und der Angriffspunkt des Zuggliedes am Stellhe bel annähernd ein gleichschenkliges Dreieck bilden.If the tension member forms an acute angle with the adjusting lever, changes when the control lever is pivoted in the sense of greater stretch, the train spring also the angle between the tension member and the flap side Lever arm, with the result that not only when the control lever is pivoted the preload of the spring increases, but the restoring torque characteristic even in the rest position of the flap a positive amount and a po sitive initial slope. In a preferred embodiment, the Length of the control lever is greater than the length of the lever arm on the flap. more it is expedient if the point of application of the tension member on the lever arm Swivel axis of the control lever and the point of application of the tension member on the control arm approximately form an isosceles triangle.

Der Stellhebel weist vorzugsweise ein biegesteifes U-Profil auf, dessen parallele Schenkel am freien Ende durch einen Stift verbunden sind, der die Achse eines reibungsarmen Gelenks für das Zugglied bildet.The adjusting lever preferably has a rigid U-profile, the parallel one Legs are connected at the free end by a pin that is the axis of a forms low-friction joint for the tension member.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeich nung näher erläutert.In the following an embodiment of the invention with reference to the drawing tion explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 die wesentlichen Funktionsteile des Volumenstromreglers in ei ner Seitenansicht; Figure 1 shows the essential functional parts of the volume flow controller in egg ner side view.

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1; Fig. 2 shows a section along the line II-II in Fig. 1;

Fig. 3 eine Seitenansicht des Volumenstromreglers; Fig. 3 is a side view of the flow regulator;

Fig. 4 eine Darstellung analog zu Fig. 1; zur Illustration der Funkti onsweise des Volumenstromreglers; FIG. 4 shows an illustration analogous to FIG. 1; to illustrate the function of the volumetric flow controller;

Fig. 5 eine Darstellung analog zu Fig. 1 und 4, zur Illustration ei nes Einstellvorgangs; und Fig. 5 is a representation analogous to Figures 1 and 4, to illustrate a setting process. and

Fig. 6 eine Skizze zur Erläuterung der geometrischen Verhältnisse. Fig. 6 is a sketch for explaining the geometric relationships.

Der in Fig. 1 und 2 gezeigte Volumenstromregler ist an und in einem Strö mungskanal 10 angeordnet und weist eine Klappe 12 auf, die an einer durch die Mitte des Strömungskanals gehenden Welle 14 befestigt ist. Im gezeigten Bei spiel hat der Strömungskanal 10 einen kreisförmigen Innenquerschnitt, und dementsprechend ist auch die Klappe 12 kreisförmig. Die Welle 14 verläuft längs eines Durchmessers der Klappe 12.The volume flow controller shown in FIGS . 1 and 2 is arranged on and in a flow channel 10 and has a flap 12 which is fastened to a shaft 14 passing through the center of the flow channel. In the example shown, the flow channel 10 has a circular inner cross section, and accordingly the flap 12 is circular. The shaft 14 runs along a diameter of the flap 12 .

An der Außenwand des Strömungskanals 10 ist eine Konsole 16 befestigt, an der ein Rückstellmechanismus 18 für die Klappe 12 montiert ist. Zu diesem Rückstellmechanismus gehört ein Hebelarm 20, der durch ein kurbelartig abge winkeltes Ende der Welle 14 gebildet wird und an dem an einem Gelenkpunkt A ein Zugglied 22 angreift. Das Zugglied wird durch eine als Schraubenfeder aus gebildete Zugfeder 24 gebildet, die an beiden Enden mit nicht näher gezeigten Ösen versehen ist. Mit einer dieser Ösen ist das Zugglied 22 reibungsarm an dem Gelenkpunkt A eingehängt.A bracket 16 is attached to the outer wall of the flow channel 10 , on which a return mechanism 18 for the flap 12 is mounted. This reset mechanism includes a lever arm 20 , which is formed by a crank-like angled end of the shaft 14 and on which a tension member 22 engages at an articulation point A. The tension member is formed by a tension spring 24 formed as a helical spring, which is provided at both ends with eyelets, not shown. With one of these eyelets, the tension member 22 is attached to the pivot point A with low friction.

Auf der Konsole 16 ist weiterhin ein Stellhebel 26 montiert, der um eine in Be zug auf die Konsole 16 feste Schwenkachse B schwenkbar ist. Am freien Ende bildet der Stellhebel 26 ein Gelenk C, an dem das Zugglied 22 mit seinem ande ren Ende gelenkig befestigt ist.On the console 16 , an actuating lever 26 is also mounted, which is pivotable about a fixed pivot axis B in relation to the console 16 . At the free end of the actuating lever 26 forms a joint C, on which the tension member 22 is articulated with its other end.

An dem Stellhebel 26 greift in der Nähe der Schwenkachse B ein Exzenter 28 an, der um eine an der Konsole 16 befestigte Achse 30 drehbar ist.An eccentric 28 , which can be rotated about an axis 30 fastened to the bracket 16 , engages on the actuating lever 26 in the vicinity of the pivot axis B.

In dem in Fig. 1 gezeigten Zustand befindet sich die Klappe 12 in ihrer Grund stellung, in der sie nur einen sehr kleinen Winkel mit der Längsachse des Strö mungskanals 10 bildet, so dass die Strömung des Mediums durch den Strö mungskanal 10 praktisch nicht behindert wird. In dieser Grundstellung sind der Hebelarm 20 und das Zugglied 22 geradlinig miteinander ausgerichtet, d. h. das am Gelenkpunkt A gebildete Gelenk ist gestreckt. Auch wenn die Zugfeder 24 eine gewisse Vorspannung aufweist, wird daher über den Hebelarm 20 kein Drehmoment auf die Klappe 12 ausgeübt.In the state shown in Fig. 1, the flap 12 is in its basic position, in which it forms only a very small angle with the longitudinal axis of the flow channel 10 , so that the flow of the medium through the flow channel 10 is practically not hindered , In this basic position, the lever arm 20 and the tension member 22 are aligned with one another in a straight line, ie the joint formed at the articulation point A is stretched. Even if the tension spring 24 has a certain pretension, no torque is therefore exerted on the flap 12 via the lever arm 20 .

Der Gelenkpunkt A, die Schwenkachse B und das Gelenk C bilden annähernd ein gleichschenkliges Dreieck. Die Länge der gleichen Schenkel A-B und B-C entspricht der Länge des Stellhebels 26 und beträgt mehr als das Zweifache der Länge des Hebelarms 20. Der Winkel zwischen den Schenkeln A-B und B-C be trägt in Fig. 1 etwa 40°.The hinge point A, the pivot axis B and the hinge C form approximately an isosceles triangle. The length of the same legs AB and BC corresponds to the length of the adjusting lever 26 and is more than twice the length of the lever arm 20 . The angle between the legs AB and BC be in Fig. 1 about 40 °.

Wie aus Fig. 2 und 3 hervorgeht, ist der Rückstellmechanismus 18 durch ei nen kastenförmigen Deckel 32 verkleidet, der auf der Konsole 16 zu befestigen ist. Nur die Achse 30 des Exzenters 28 ragt aus dem Deckel 32 heraus und trägt auf der Vorderseite der Verkleidung ein Stellrad 34 mit einem Zeiger 36, mit dem sich auf einer Skala 38 (Fig. 3) der gewünschte Volumenstrom einstellen läßt.2 and 3 as seen from Fig., The reset mechanism is covered by egg NEN box-shaped cover 32 18, which is to be mounted on the console 16. Only the axis 30 of the eccentric 28 protrudes from the cover 32 and carries an adjusting wheel 34 with a pointer 36 on the front of the panel, with which the desired volume flow can be set on a scale 38 ( FIG. 3).

Der Stellhebel 26 hat gemäß Fig. 2 einen U-förmigen Querschnitt, dessen Ba sis dem Exzenter 28 zugewandt ist und zwischen dessen parallelen Schenkeln sich die Achse des Gelenks C erstreckt.2, the lever 26 has a U-shaped cross-section whose Ba sis facing the cam 28 and extends the axis of the joint C between the parallel legs to Fig..

Fig. 4 illustriert den Zustand, in dem sich der Stellhebel 26 in der gleichen Po sition wie in Fig. 1 befindet, die Klappe 12 jedoch aufgrund der aerodynami schen Kräfte im Strömungskanal 10 um einen bestimmten Winkel ausgelenkt worden ist. Der Hebelarm 20 ist um den gleichen Winkel geschwenkt worden, und die Zugfeder 24 wurde gedehnt, so dass auf die Klappe 12 nun ein Rück stellmoment ausgeübt wird, das die aerodynamischen Kräfte ausgleicht. Wenn aufgrund eines größeren Druckgefälles im Strömungskanal 10 die Klappe 12 weiter in Schließrichtung geschwenkt wird, so wird das durch die aerodynami schen Kräfte verursachte, in Schließrichtung der Klappe 12 wirkende Drehmo ment größer, und die Klappe 12 schwenkt weiter in Schließrichtung. Mit zuneh mender Auslenkung der Klappe wächst jedoch auch das durch die Zugfeder 24 verursachte Rückstellmoment, und diese Zunahme ist so auf das Schließmo ment abgestimmt, daß die Klappe eine neue stabile Gleichgewichtsstellung ein nimmt, in der der Volumenstrom trotz des größeren Druckgefälles wieder auf den ursprünglichen Wert reduziert wird. Fig. 4 illustrates the state in which the actuating lever 26 is in the same position as in Fig. 1, but the flap 12 has been deflected by a certain angle due to the aerodynamic forces in the flow channel 10 . The lever arm 20 has been pivoted through the same angle, and the tension spring 24 has been stretched so that a return torque is now exerted on the flap 12 , which compensates for the aerodynamic forces. If, due to a greater pressure gradient in the flow channel 10, the flap 12 is pivoted further in the closing direction, the torque caused by the aerodynamic forces acting in the closing direction of the flap 12 torque becomes larger, and the flap 12 pivots further in the closing direction. With increasing deflection of the flap, however, the restoring torque caused by the tension spring 24 also grows, and this increase is so matched to the closing moment that the flap assumes a new stable equilibrium position in which the volume flow returns to the original despite the greater pressure drop Value is reduced.

Fig. 5 illustriert die Situation, in der sich die Klappe 12 wieder in der Grund stellung befindet (wie in Fig. 1), der Stellhebel 26 jedoch mit Hilfe des Exzen ters 28 verschwenkt wurde, um einen größeren Volumenstrom einzustellen. Die Zugfeder 24 ist gedehnt worden, so dass sie nun eine größere Vorspannung hat. Da sich das Gelenk C auf einer Kreisbahn um die Schwenkachse B bewegt hat, schließen der Hebelarm 20 und die Zugfeder 24 nun einen Winkel ein, der klei ner als 180° ist, d. h., das Gelenk am Gelenkpunkt A ist nicht mehr gestreckt. Infolgedessen wird nun auch bereits in der Grundstellung der Klappe 12 ein Drehmoment auf die Klappe ausgeübt. Durch dieses Drehmoment wird die Klap pe 12 gegen einen Anschlag 40 gedrückt, der die Grundstellung der Klappe defi niert. Fig. 5 illustrates the situation in which the flap 12 is again in the basic position (as in Fig. 1), but the adjusting lever 26 has been pivoted with the aid of the eccentric 28 in order to set a larger volume flow. The tension spring 24 has been stretched so that it now has a greater pretension. Since the joint C has moved on a circular path about the pivot axis B, the lever arm 20 and the tension spring 24 now form an angle which is smaller than 180 °, ie the joint at the joint point A is no longer stretched. As a result, torque is now exerted on the flap even in the basic position of the flap 12 . By this torque, the flap pe 12 is pressed against a stop 40 , which defines the basic position of the flap.

In Fig. 6 sind die geometrischen Verhältnisse schematisch dargestellt. Der Winkel, um den die Klappe 12 und auch der Hebelarm 20 aus der Grundstel lung ausgelenkt werden, ist mit α bezeichnet. Mit β ist der Winkel bezeichnet, den der Hebelarm 20 und die Zugfeder 24 einschließen.The geometric relationships are shown schematically in FIG. 6. The angle by which the flap 12 and also the lever arm 20 are deflected from the basic position is denoted by α. The angle β is designated by the lever arm 20 and the tension spring 24 .

Zu dem auf die Klappe 12 wirkenden Rückstellmoment trägt nur die Komponen te der Kraft der Zugfeder 24 bei, die senkrecht auf dem Hebelarm 20 steht. Wenn die Kraft der Zugfeder mit F bezeichnet wird, so gilt folglich für das Rück stellmoment M:
To the restoring moment acting on the flap 12 only the components of the force of the tension spring 24 contribute, which is perpendicular to the lever arm 20 . If the force of the tension spring is designated F, the following applies to the restoring torque M:

M = H.F.sin β.M = H.F.sin β.

Wenn der Hebelarm 20 aus der in Fig. 1 gezeigten Strecklage um kleine Winkel α ausgelenkt wird, so erfährt die Zugfeder 24 näherungsweise eine Dehnung um die Länge H.(1 - cos α). Für das Rückstellmoment M erhält man also:
If the lever arm 20 is deflected by a small angle α from the extended position shown in FIG. 1, the tension spring 24 undergoes approximately an extension by the length H. (1 - cos α). For the restoring moment M we get:

M = H.(F₀ + k.H.(1 - cos α)).sin βM = H. (F ₀ + kH (1 - cos α)). Sin β

Darin ist F₀ eine etwaige Vorspannung der Zugfeder 24 in der Strecklage gemäß Fig. 1, und k ist die Federkonstante der Zugfeder. Der Faktor (sin β) ist annä hernd proportional zu α.F _{0 is} a possible preload of the tension spring 24 in the extended position according to FIG. 1, and k is the spring constant of the tension spring. The factor (sin β) is approximately proportional to α.

Die Kennlinie für das Rückstellmoment M hat daher bei α = 0 den Wert 0 und die Steigung 0 und wird mit wachsendem α allmählich steiler, wobei die Zunah me der Steigung u. a. durch die Länge H des Hebelarms 20 bestimmt ist. Man er hält also eine progressive Kennlinie, deren Progression sich durch geeignete Di mensionierung des Hebelarmes 20 festlegen läßt. Obgleich die obigen Überle gungen nur näherungsweise für kleine Winkel α gelten, erhält man den gleichen qualitativen Verlauf, also eine progressive Kennlinie, auch für die strenge Herlei tung für beliebige Winkel α.The characteristic curve for the restoring torque M therefore has the value 0 and the gradient 0 at α = 0 and becomes gradually steeper with increasing α, the increase in the gradient being determined by the length H of the lever arm 20 , among other things. So he keeps a progressive characteristic whose progression can be determined by suitable dimensioning of the lever arm 20 . Although the above considerations apply only approximately to small angles α, the same qualitative curve, ie a progressive characteristic curve, is obtained for the strict derivation for any angles α.

Wenn nun der Stellhebel 26 um den Winkel γ aus der Ausgangsstellung ver schwenkt ist, wie in Fig. 6 gezeigt ist, so ergibt sich zum einen eine größere Vorspannung F₀ der Zugfeder 24. Die Zunahme der Federvorspannung ist nähe rungsweise proportional zu dem Winkel γ und zur Länge L des Stellhebels 26.If the actuating lever 26 is pivoted ver from the initial position by the angle γ, as shown in FIG. 6, this results on the one hand in a greater pretension F _{0 of} the tension spring 24 . The increase in the spring preload is approximately proportional to the angle γ and the length L of the actuating lever 26 .

Außerdem ist nun der Winkel β auch schon in der Ruhelage der Klappe und des Hebelarms 20 von 180° verschieden. Auf die Rückstellmomentkennlnie wirkt sich das annähernd so aus, als sei die Klappe 12 um den Winkel α₀ = 180° - β ausgelenkt. Das Rückstellmoment ist dann schon in der Ruhestellung von 0 ver schieben, und auch die Steigung der Rückstellmomentkennlinie ist von Anfang an größer als 0. Man erhält somit eine steilere progressive Kennlinie, deren An fangssteigung von H abhängig ist. In addition, the angle β is now different from 180 ° even in the rest position of the flap and the lever arm 20 . This affects the restoring torque characteristic almost as if the flap 12 were deflected by the angle α ₀ = 180 ° - β. The restoring torque is then shifted from 0 to the rest position, and the slope of the restoring torque characteristic is greater than 0 from the start. This gives a steeper, progressive characteristic whose initial slope depends on H.

Wenn das Dreieck ABC ein gleichschenkliges Dreieck ist, so bleibt dieses Drei eck auch bei der Verstellung des Stellhebels um den Winkel γ gleichschenklig, und es gilt α₀ = γ/2, und für eine gegebene Zunahme der Federvorspannung F₀ ist γ etwa umgekehrt proportional zur Länge L des Stellhebels. Durch Wahl des Verhältnisses H/L läßt sich also bestimmen, wie stark bei einer gegebenen Zu nahme der Federvorspannung auch die Anfangssteigung der Rückstellmoment kennlinie zunimmt. Auf diese Weise lässt sich erreichen, dass auch dann, wenn ein relativ großer Volumenstrom eingestellt wird, und folglich die Klappe 12 ge nerell um kleinere Winkel α ausgelenkt wird, die Rückstellmomentkennlinie steil genug ansteigt, so dass die Klappe 12 stabil in der gewünschten Gleichgewichts stellung gehalten werden kann. Im gezeigten Beispiel ist H/L etwa gleich 1/4.If the triangle ABC is an isosceles triangle, this triangle remains isosceles even when the adjusting lever is adjusted by the angle γ, and α ₀ = γ / 2 applies, and for a given increase in the spring preload F ₀ , γ is approximately inversely proportional to length L of the control lever. By choosing the ratio H / L it can thus be determined how much the initial slope of the restoring torque characteristic increases for a given increase in the spring preload. In this way it can be achieved that even if a relatively large volume flow is set, and consequently the flap 12 is generally deflected by smaller angles α, the restoring torque characteristic curve rises steeply enough so that the flap 12 is stable in the desired equilibrium position can be held. In the example shown, H / L is approximately 1/4.

Wie weiterhin aus Fig. 5 hervorgeht, lässt sich durch die Gestaltung des Exzen ters 28 erreichen, daß der Winkel γ, um den der Stellhebel 26 geschwenkt wird, deutlich kleiner ist als der Winkel, um den der Exzenter 28 um die Achse 30 ge dreht wird. Dadurch ist es möglich, den Winkel γ und damit den Sollwert für den Volumenstrom auf der relativ weit gespreizten Skala 38 (Fig. 3) präzise einzu stellen.As can further be seen from Fig. 5, can be achieved by the design of the eccentric 28 that the angle γ by which the actuating lever 26 is pivoted is significantly smaller than the angle by which the eccentric 28 rotates ge about the axis 30 becomes. This makes it possible to precisely set the angle γ and thus the desired value for the volume flow on the relatively wide spread scale 38 ( FIG. 3).

Claims

1. Volume flow controller for ventilation and air conditioning systems with a flap ( 12 ) pivotably arranged in a flow channel ( 10 ),
wherein on the flap ( 12 ) via a lever arm ( 20 ) at a hinge point (A) engages a tension spring ( 24 ) containing tension member ( 22 ) which is connected by a Ge joint (C) to an actuating lever ( 26 ), and
wherein the adjusting lever ( 26 ) can be pivoted at a different location around a fixed swivel axis (B) and an eccentric ( 28 ) acts on the adjusting lever ( 26 ) in a third region.

2. Volume flow controller according to claim 1, characterized in that the pivot axis (B) of the actuating lever ( 26 ) runs parallel to the pivot axis of the flap ( 12 ).

3. Volume flow controller according to claim 2, characterized in that the tension member ( 22 ) by a joint (C) with the free end of the actuating lever ( 26 ) is connected and that the eccentric ( 28 ) between the pivot axis (B) and the joint (C) engages the adjusting lever ( 26 ).

4. Volume flow controller according to claim 3, characterized in that the length (L) of the actuating lever ( 26 ) is more than twice the length (H) of the lever arm ( 20 ).

5. Volume flow controller according to claim 3 or 4, characterized in that the articulation point (A) of the lever arm ( 20 ) to the tension member ( 22 ), the pivot axis (B) of the adjusting lever ( 26 ) and the joint (C) between the adjusting lever ( 26 ) and the tension member ( 22 ) form approximately an isosceles triangle.

6. Volume flow controller according to one of the preceding claims, characterized in that the lever arm ( 20 ) and the tension member ( 22 ) are aligned on a line when the adjusting lever ( 26 ) is in an end position in which the tension spring ( 24 ) has its smallest length.

7. Volume flow controller according to claims 5 and 6, characterized in that the apex angle of the isosceles triangle (ABC) in the end position of the actuating lever ( 26 ) is approximately 40 °.

8. Volume flow controller according to one of the preceding claims, characterized in that the adjusting lever ( 26 ) has a rigid, preferably U-shaped profile.