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Axiallüfter mit verstellbaren Flügeln Die, Erfindung betrifft einen
Axiallüfter mit verstellharen Flügeln, der seine Flügel selbsttätig bei Stillstand
auf kleinste Steigung, so daß sie schließend aneinanderliegen, aber beim Anlauf
auf betriebsmäßige Steigung einstellt, indem die Flügelradnabe, auf der Welle drehbar
gelagert und mit ihr durch eine in Umfangsrichtung wirkende erste Federkraft gekuppelt,
der Welle um einige Umdrehungen beim Anlauf nach- und beim Auslauf voreilt und dabei
sich oder Teile von ihr auf einem Gewinde der Welle beim Anlauf entgegen, beim Auslauf
mit einer zur Lüfterachse koaxialen zweiten Federkraft axial verschiebt und dabei
die Flügel um ihre zur Flügelradachse wesentlich radialen Verstellachsen schwenkt.
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Beim bekannten Lüfter dieser Art wird das ganze Nahengehäuse mitsamt
den Flügeln verschoben; das ist eine unerwünschte Komplizierung. Und jener Lüfter
kann nur in einer einzigen Drehrichtung betrieben werden, also nur in einer einzigen
Richtung fördern; diese Beschränkung ist ebenfalls unangenehm. Und die Flügel jenes
Lüfters werden in ihre Betriebsstellung nur durch ihre Fliehkraft eingestellt; diese.
ergibt bei üblicherweise leichten Flügeln nur geringe Stellkraft, also nur geringe
Sicherheit dafür, daß die Flügel im Betriebe stets ihre richtige Stellung einnehmen,
und auch das ist unerwünscht.
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Die Erfindung sieht daher vor, daß das Nabenmitsamt den Flügeln axial
unverschiebbar und daß nur eine im Innern des Gehäuses befindliche, relativ zum
Gehäuse drehfeste Mutter axial verschiebbar ist, ferner, daß jeder Flügel mittels
je einer in der Nabe drehbaren Welle geschwenkt wird, die an ihrem inneren Ende
zwei Kurbelzapfen besitzt, zwischen die ein auf der Mutter fester Flansch eingreift
und die solchen Abstand voneinander haben, daß sie bei Schließstellung des Flügels
beide am Flansch anliegen, und endlich, daß die zur Flügelradachse koaxiale zweite
Feder mittels einer Scheibe gegen je einen der beiden Kurbelzapfen jedes Flügels
in Richtung zum Flansch hin drückt.
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Es erfolgt also nicht, wie bei jenem bekannten Lüfter, nur das Schließen,
sondern auch das Öffnen der Flügel mit der großen Verstellkraft, die durch das beim
Anlauf und beim Auslauf auftretende Ma,ssenträgheitsmoment des Lüfters ermöglicht
wird.
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Daß jener bekannte Lüfter nur in einer Richtung umlaufen, also nur
in einer Richtung fördern kann und daß seine ganze Nabe verschoben werden muß, kommt
daher, da,ß seine Flügel mit ihrem radial äußeren Rande bei Stillstand am festen
Lüftergehäuse selbst anliegen. Die Erfindung sieht dagegen vor, daß die Flügel sich
mit ihrem äußeren Umfangsteil bei Stillstand an einem radial äußeren Abdichtungsring
anlegen, der in an sich bekannter Weise, von den radial äußeren Enden der Flügelschwenkachsen
getragen, mit der Nabe umläuft und mit geringem Spiel in eine Ringnut des Lüftergehäuses
eingreift. Dadurch erreicht sie jenen Vorteil, daß nicht die ganze Nabe, sondern
nur die darin befindliche Mutter verschoben zu werden braucht und der Lüfter wahlweise
in jeder Richtung gedreht werden, also in jeder Richtung fördern kann.
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Damit die Flügelverstellkräfte möglichst klein werden, empfiehlt sich,
daß in an sich bekannter Weise die Flügel sich in Umfangsrichtung beiderseits ihrer
Schwenkachsen etwa gleich weit erstrecken.
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Da also die Flügel sich von beiden Achsrichtungen her an jenen äußeren
Abdichtungsring - und ebenso an da% Nabengehäuse - anlegen, so sieht die Erfindung
vor, daß der äußere Abdichtungsring einen radial einwärts ragenden Flansch, der
in Segmente unterteilt ist, und daß das Nabengehäuse einen radial auswärts ragenden,
in Segmente unterteilten Flansch aufweist, gegen welche Flanschen sich die radial
äußeren bzw. inneren Ränder der Flügel im Stillstand anlegen.. Und dabei liegt es
nahe, daß die Flanschsegmente des äußeren Abdichtungsringes und die Flanschseägnente
des Nabengehäuses der Form der im Stillstand aneinanderliegenden Flügel angepaßt
sind. Und damit die sich überlappenden Flügel gut fluchten, sieht die Erfindung
noch vor, daß an einem Ende oder an beiden Enden der Linie, längs der sich in der
Ruhelage jeder Flügel an den nächsten Flügel anlegt, am Rande des einen Flügels
eine Zunge herausgestanzt und in die Ebene des anderen Flügels abgebogen ist.
Damit
die Spaltdichtung zwischen dem äußeren Abdichtungsring des Flügelrades und dem Lüftergehäuse
recht wirksam sei, empfiehlt sich eine Labyrinthdichtung, die dadurch erreicht wird,
daß die Ringnut des Lüftergehäuses von zwei zylindrischen Flanschen gebildet wird,
zwischen die der umlaufende Abdichtungsring mit einem zylindrischen Flansch eingreift.
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Da der Lüfter in jeder Drehrichtung laufen soll, ist vorgesehen, daß
die die Flügelradnabe mit der Welle kuppelnde erste Federkraft von zwei einander
entgegenwirkenden Spiralfedern erzeugt wird, die mit ihren Enden einerseits an dem
Nabengehäuse und andererseits an der Triebwelle befestigt sind. Die Zeichnung zeigt
in Fig. 1 einen Aufriß des Axiallüfters nach der Erfindung, Fig. 2 den Schnitt nach
der Linie 2-2 der Fig. 1, Fig. 3 eine Seitenansicht des in Fig. 1 gezeigten Axiallüfters
bei Einstellung der Flügel auf die größte betriebsmäßige Steigung.
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Fig. 4 eine Einzelheit der Fig. 2 in größerem Maßstab.
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Fig. 5 einen Asialschnitt durch die Flügelradnabe, Fig. 6 einen Querschnitt
durch diese Nabe, Fig. 7 eine Seitenansicht der Nabe, Fig. 8 einen Axialschnitt
durch die Flügelradnabe einer abgeänderten Ausführungsform der Erfindung und Fig.
9 den Schnitt nach der Linie 9-9 der Fig. 3. Wenn der Motor 9'3 die mit seiner Welle
102 gekuppelte Welle 13 des Flügelrades in Umlauf versetzt, so sucht das Fliigelrad
unter der Wirkung seiner Massenträgheit stehenzubleiben. Da das Nabengehätise, dessen
Hälften 10, 11 bei 12 (Fig. 7) verschraubt sind, drehbar auf der Welle 13 gelagert
und mit ihr durch zwei einander entgegenwirkende Spiralfedern 63, 64, Fig. 9, gekuppelt
ist, eilt die Welle 13 beim Anlauf dem Nabengehäuse10, 11 um einige Umdrehungen
voraus. Das führt dazu, daß sich auf einer das innere Ende der Welle13 bildenden
Schraubspindel 56 eine Mutter 53 axial verschiebt, die sich im Innern des Gehäuses
befindet und relativ zum Gehäuse drehfest durch Führungszapfen 51 und 52 geführt
ist, die an der Gehäusehälfte 10 sitzen und in Kerben eines Flansches 58
der :Mutter 53 eingreifen. Jeder der vier Flügel 14 bis 17 ist auf einer zur Nabej
10, 11 radialen Schwenkwelle 18, 19, 20 bzw. 21 befestigt, die in einer radialen
Bohrung der Nabenhälfte 11 drehbar gelagert ist und im Innern der Nabe! eines Scheibe37
mit zwei daran befestigten Kurbelzapfen trägt. Diese sind mit 41 bis 48 bezeichnet
und in der aus den Fig. 5, 6 und 8 ersichtlichen Weise angeordnet. Zwischen die
beiden Kurbelzapfen einer jeden Flügelschwenkwelle 18 bis 21, z. B. zwischen die
beiden in Fig. 5 gezeigten Kurbelzapfen 41 und 42 der Welle18, greift ein auf der
Mutter53 befestigter Flansch 62. Die beiden Kurbelzapfen, z. B. 41, 42, haben einen
solchen Abstand voneinander, daß sie bei der Schließstellung der Flügel, in der
sich diese mit kleinster Steigung schließend aneinanderlegen, beide am Flansch 62
anliegen, wie es Fig. 5 zeigt. Auf der Mutter 53 sitzt gemäß Fig. 5 verschiebbar
eine Scheibe61, die durch eine die Mutter tongebende Feder60 gegen je einen der
beiden Kurbelzapfen jedes Flügels in Richtung zum Flansch 62 hin gedrückt wird.
Die zur Flügelra.dachse koaxiale Feder60 drückt also mittels der Scheibe 61 auf
die Zapfen 41, 43, 45 und 47 (Fig. 6). Bei der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform
ist die Mutter 53 ziemlich kurz. Wird sie so lang ausgestaltet, wie es Fig. 8 zeigt,
dann kann sie am Ende nach. einen zweiten Flansch 57 mit einer zweiten Feder 60'
tragen, die mittels einer zweiten Scheibe 62' auf die Zapfen 42, 44, 46 und 48 driickt.
Bei beiden Ausführungsformen ist erreicht, daß der Flansch 62 sowohl bei einer Verschiebung
nach rechts als auch bei einer Verschiebung nach links mit Bezug auf Fig. 5 alle
Flügelschwenkwellen in derselben Richtung dreht, nämlich in derjenigen, durch die
der betreffende Flügel auf betriebsmäßige Steigung eingestellt wird. In dieser Stellung
werden die Flügel durch das, vom Luftstrom aufs Flügelrad ausgeübte Drehmoment entgegen
der Kraft der Feder 60 bzw. 60' so lange in der betriebsmäßigen Stellung gehalten,
bis der Antrieb,smoto,r93 abgeschaltet wird und die Welle- 13 zum Stillstand bringt.
Beim Auslauf der die Flügel tragenden Nabe 10, 11 gegenüber der zum Stillstand gebrachten
Gewindespindel 56 wird die Mutter 53 wieder in ihre in Fig. 5 bzw. 8 gezeigte
Ausgangslage zurückgeschraubt.
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Zweckmäßig wird der am inneren Ende einer jeden Flügelschwenhvelle
befestigte, die paarweise angeordneten Kurbelzapfen 41 bis 48 tragende Halter von
einer Scheibe 37, 38, 39 bzw. 40 gebildet.
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Nunmehr seien die %Iaßnahmen erläutert, durch die erreicht wird, daß
die Flügel bei Stillstand des Lüfters, wenn sie sich mit kleinster Steigung schließend
aneinanderlegen, den Luftförderkanal abdichten, der zwischen der Nabe 10, 11 und
dem äußeren Ringgehäuse 95 verläuft, das mittels der Arme 94 den Motor 93 trägt.
Die radialen Flügelschwenkwellen 18 bis 21 verbinden die :Tabe 10, 11 mit einem
mit dem Flügelrad umlaufenden äußeren Abdichtungsring 85 und sind mit ihren äußeren
Enden in Töpfen 80, 81, 82 und 83 gelagert, die an diesem Ring 85 befestigt sind.
Der Ring 85 greift in einen Spalt ein, der von zwei am Gehäuse 95 vorgesehenen ortsfesten
Ringen 96 und 97 gebildet wird. Dabei wird der Spalt von zum Axiallüfter gleichachsigen
Zylinderflächen der ortsfesten Ringe96 und 97 gebildet und nimmt einen Flansch 84
des umlaufenden Ringes 85 auf. Zweckmäßig hat der feste Ring 96 noch einen über
den Ring 85 greifenden Flansch.99 (Fig. 4). Auf diese Weise entsteht eine Labyrinthdichtung
zwischen dein umlaufenden Ring 85 und dem den Luftkanal umgebenden Gehäuse 95.
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Der äußere Abdichtungsring 85 hat einen nach innen ragenden Flansch
87 mit Segmentteilen 88 (Fig. 1 und 2), auf die sich die Vorder- und Rückflächen
der beiderseits jeder Schwenkachse gelegenen Flügelränder bei Stillstand abdichtend
auflegen, wie es Fig. 1 besonders deutlich erkennen läßt. Dort sieht man, daß sich
der Flügel 15 vor dem rechts oben ersichtlichen Segmenttei188, der Flügel
14 aber hinter diesem Segmentteil befindet. Schwingen diese beiden Flügel um ihre
Schwenkwellen 18, 19 beim Anlauf des Lüfters auf betriebsmäßige Steigung, dann bewegt
sich die Kante 76 des Flügels. 15 auf den Beschauer zu, die radiale, gestrichelte-
Kante des Flügels 14 aber vom Beschauer nach hinten fort. Diesen Verstellungen steht
der mit dem Flügelrad umlaufende Segmenttei188 daher nicht entgegen. Die inneren
Flügelenden liegen bei Stillstand des. Axia.llüfters je auf der einen Seite der
Schwenkachse mit der Vorderfläche und auf der anderen Seite der Schwenkachse mit
der Rückfläche schließend auf Segmenten 90, 91 auf, die an der Nabe 10 befestigt
sind und sich je von einer Flügelschwenkachse bis zur nächsten erstrecken. Wie Fig.
7 erkennen läßt, sind die Enden der Segmente 90, 91 in Achsenrichtung um einen Abstand
zueinander versetzt, der mindestens der Dicke der Flügel entspricht.
An
einem Ende oder an beiden Enden der Linien 78, längs der sich in der Ruhelage jeder
Flügel an den nächsten Flügel anlegt, ist am Rande des einen Flügels eine Zunge
89 bzw. 92 herausgestanzt und in die Ebene des anderen Flügels. abgebogen. Dadurch
wird erreicht, da,ß auch an denjenigen Stellen eine zuverlässige Abdichtung erzielt
wird, an denen sich die Ränder der benachbarten Flügel überkreuzen.
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Die nach innen gerichteten Segmentteile88 des Flansches 87 des äußeren
Dichtungsringes 84 bis 87 sind der Krümmung der Flügel angepaßt. Dadurch ist eine
innige Anlage der Flügel bei Stillstand an den Segmentteilen 88 ermöglicht.