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Hintergrund der Erfindung
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Flexxaire Manufacturing Inc., Edmonton, Kanada stellt Verstellwinkelschaufelgebläse her. Dieses Gebläse wird in erster Linie dazu eingesetzt, um Industriedieselmotoren zu kühlen. Die Schaufelstellung der Schaufeln wird justiert, um sowohl die Richtung als auch die Menge der Luftströmung zu kontrollieren, die von dem Gebläse erzeugt wird. Die hauptsächlichen Vorteile der Kontrolle der Luftströmung sind zweifach gegeben: das Umkehren der Luftströmung erlaubt es, Verschmutzungen von dem Kühler abzublasen, um ein Überhitzen zu Reduzieren oder zu Eliminieren, welches durch einen zugesetzten Kühler verursacht wird. Der zweite Hauptvorteil ist die Möglichkeit, die Luftströmung nach Bedarf vorzusehen. Damit kann das Gebläse lediglich so viel Luft blasen wie gerade zur Kühlung des Motors benötigt wird, wodurch die parasitären Leistungsverluste durch das Gebläse reduziert werden, was wiederum in entweder der Einsparung von Treibstoff oder einer höheren Maschinenproduktivität resultiert, da die eingesparte Leistung der Erhöhung der Produktivität zu Gute kommt. Beispiele der Gebläse von Flexxaire sind in den
1 und
2 des
US-Patents, Nr. 7,229,250 , erteilt am 12. Juni 2007, gezeigt.
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Flexxaire bietet Gebläse an, bei denen der tatsächliche Verstellwinkel weder gemessen noch bekannt ist, bei denen jedoch das Verstellwinkelschaufelkontrollsystem die Fluidtemperatur überwacht und den Verstellwinkel wie folgt justiert: falls eine Temperatur höher ist als wie gewünscht, dann erhöhe den Verstellwinkel stufenweise. Falls alle Temperaturen unter dem gewünschten Temperaturniveau liegen, dann verringere den Verstellwinkel stufenweise. Falls alle Temperaturen innerhalb akzeptabler Parameter liegen, dann justiere den Verstellwinkel nicht. Dieses Kontrollschema ist ein geschlossener Regelkreis, bei dem die Kontrolle basierend auf Fluidtemperaturen erfolgt und bei dem der Verstellwinkel nicht bekannt ist. Ein Design eines Gebläses von Flexxaire mit einem Verstellwinkeländerungssystem ist in der veröffentlichten US-Anmeldung, Nr. 20090196747, offengelegt am 6. August 2009, gezeigt.
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Dieses System arbeitet effektiv, aber es liegen ein paar Probleme vor, die nur gelöst werden können, wenn der tatsächliche Verstellwinkel bekannt ist, und deshalb ist ein Verstellwinkelsensor wünschenswert. Die Herausforderung bei der Entwicklung eines Verstellwinkelsensors ist es, dass das gesamte Gebläse mit sehr hoher Geschwinidkeit rotiert, mit Ausnahme der Achse an der Dreheinheit. Deshalb ist das Messen des Verstellwinkels des rotierenden Gebläses eine Herausforderung bezüglich der Beschaffung von Information eines rotierenden Rahmens mit Bezug zu einem stationären Rahmen.
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Zusammenfassung
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Nach einer Ausführungsform weist ein kompaktes Verstellwinkelschaufelgebläse einen Winkelverstellmechanismus mit einem Antriebsfluid auf. Ein Verstellwinkeländerungskolben ist gezwungen, einer hin- und hergehenden Bewegung unter der Kontrolle des Antriebsfluids zu folgen, und zwar innerhalb einer Umfangsnabe, von der aus sich die Schaufeln nach außen erstrecken. Ein Verstellwinkelsensor ist zumindest teilweise als Teil der Dreheinheit ausgebildet, zum Beispiel mit Teilen des Verstellwinkelsensors innerhalb der Dreheinheit. Nach einer Ausführungsform umfasst der Verstellwinkelsensor einen Bolzen und eine Spule, wobei entweder der Bolzen oder die Spule derart verbunden sind, dass er bzw. sie sich mit der Verlagerung des Verstellwinkeländerungskolbens bewegt sowie das andere Teil, nämlich die Spule bzw. der Bolzen innerhalb der Dreheinheit ausgebildet ist.
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Diese und andere Aspekte der Vorrichtung und des Verfahrens sind in den Patentansprüchen ausgeführt, die hier an dieser Stelle durch Bezugnahme aufgenommen sind.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Unter Bezugnahme auf die Figuren werden nun die Ausführungsformen beschrieben, in denen beispielsweise die gleichen Bezugszeichen die gleichen Elemente bezeichnen und in denen:
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1 eine Querschnittansicht eines Verstellwinkelschaufelgebläses zeigt, mit einem Verstellwinkeländerungsmechanismus innerhalb einer Dreheinheit;
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2 einen Gebläseschaufelverbindungsmechanismus zeigt; und
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3 ein weiteres Detail einer Dreheinheit zeigt.
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Detaillierte Beschreibung
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In den Patentansprüchen wird das Wort „umfassen” im Sinne von mitinbegriffen benutzt und schließt nicht aus, dass andere Elemente auch vorhanden sind. Der unbestimmte Artikel „ein” vor einem Merkmal im Patentanspruch schließt nicht aus, dass eine Mehrzahl dieser Merkmale vorhanden ist. Jedes der einzelnen Merkmale, die hier beschrieben sind, können bei einer Ausführungsform oder können bei mehreren Ausführungsformen benutzt werden und sie sollen nicht dahingehend ausgelegt werden, dass diese als essentiell bei allen Ausführungsformen angesehen werden, nur weil sie hier beschrieben sind oder wie es in den Patentansprüchen definiert ist.
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Ein kompaktes Verstellwinkelschaufelgebläse erzielt die Änderung des Verstellwinkels durch Einsatz eines Antriebsfluids unter Druck (zum Beispiel hydraulisches Öl oder Luft), mittels eines Hubs eines einzelnen Kolbens gegen eine Rückholfederwirkung entlang der Achse der Gebläserotation. Die Schaufelachsen sind mit dem Kolben derart fest verbunden, dass die axiale Verlagerung des Kolbens in einer Rotation der Schaufelachsen resultiert. Das Fluid wird zu dem Rotationsgebläse mittels einer Dreheinheit übertragen. Die Fluidzufuhrleitung ist an der nicht rotierenden Dreheinheitsachse angeschlossen. Die anderen Komponenten der Dreheinheit rotieren mit dem Gebläse.
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Eine neuartige Lösung der Integration einer Platine bzw. Leiterplatte und einer Messspule in die Dreheinheitsachse wird nun vorgestellt. Am Verstellwinkeländerungskolben ist ein Bolzen angebracht. Dieser Bolzen rotiert mit dem Gebläse, aber die Dreheinheitsachse bleibt stationär. Wenn eine Änderung des Verstellwinkels erfolgt, dann verlagert sich der Messbolzen axial innerhalb einer Messspule, und dadurch wird die Induktivität der Spule verändert. Durch Messung der Induktivitätsänderung der Spule kann die Eindringtiefe des Messbolzens ermittelt werden, und daher die axiale Position des Kolbens, die mit einem bestimmten Schaufelwinkel korreliert. Die Messspule ist dem Hydrauliköl unter hohem Druck ausgesetzt, so dass geeignete Mittel mit implementiert sind, um die Drähte von der Messspule zu der Leiterplatte zu führen (die nicht dem Hydrauliköl ausgesetzt ist, welches unter hohem Druck steht). Die Drähte erstrecken sich durch eine Durchführung, die mit einer geeigneten Vergussmasse gefüllt ist, die die Drähte abdichtet und die dem hydraulischen Druck widerstehen kann.
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Eine beispielhafte Ausführungsform eines kompakten Verstellwinkelschaufelgebläses wird im Folgenden beschrieben. Wie es in der 1 gezeigt ist, weist ein Verstellwinkelschaufelgebläse 10 eine Umfangsnabe 12 auf, in der die Schaufelachsen 13 der Schaufelblätter 14 gelagert sind und die sich nach außen in einer herkömmlichen Art und Weise erstrecken. Bei jedem Schaufelblatt 14 erlaubt es eine Hülse 16 und Lagerungen 18, dass das Schaufelblatt 14 zumindest teilweise um eine sich radial erstreckende Achse rotieren kann, die sich durch das Schaufelblatt 14 erstreckt. Das Schaufelblatt 14 endet radial innenliegend in einem Schaufelblattverbindungsstück 20. Das Schaufelblatt 14 kann typischerweise zwischen einer normalen Winkelstellung und einer umgekehrten Winkelstellung drehen, und kann über einen kontinuierlichen Bereich von möglichen Zwischenpositionen zwischen dieser normalen Winkelstellung und der umgekehrten Winkelstellung verstellt werden, umfassend eine neutrale Position, in der die Schaufelblätter 14 parallel zur Ebene der Rotation der Schaufelblätter 14 angeordnet sind. An einer Rückseite der Umfangsnabe 12 ist mit geeigneten Mitteln eine Rück- oder Montageplatte 24 angebracht. Die Montageplatte 24 erlaubt es, dass das Verstellwinkelschaufelgebläse 10 direkt an einem rotierenden Teil des Motors (nicht gezeigt) montiert wird, typischerweise ein Teil einer schweren Maschine, so dass das gesamte Verstellwinkelschaufelgebläse mit rotiert, unabhängig von einer Dreheinheit 26.
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Eine Frontplatte 30 ist mit geeigneten Mitteln an der Vorderseite der Umfangsnabe 12 sicher befestigt. Ein Teil oder mehrere Teile von der Umfangsnabe 12, der Montageplatte 24 und der Frontplatte 30 bilden zusammen ein Gehäuse, welches einen Zylinder definiert, der einen ringförmigen Zylinderabschnitt 32 aufweist. In der gezeigten Ausführungsform wirken die Umfangsnabe 12, die Montageplatte 24 und die Frontplatte 30 zusammen, um den Zylinder zu definieren, aber das ist nicht unbedingt erforderlich. Eine äußere zylindrische Wand 34 der Frontplatte 30 und eine innere zylindrische Wand 36 bilden die Wände des ringförmigen Zylinderabschnitts 32. Ein Verstellwinkeländerungskolben 40 ist innerhalb des Zylinders montiert. Der Verstellwinkeländerungskolben 40 ist an einem Ende 42 geschlossen und an dem anderen Ende 44, welches innerhalb des ringförmigen Zylinderabschnitts 32 aufgenommen ist, ist ein ringförmiger Kolbenabschnitt 46 ausgebildet, der zwischen einer äußeren Kolbenwand 48 und einer inneren Kolbenwand 50 ausgebildet ist. Unterschiedliche Antriebskonfigurationen können benutzt werden, um den Verstellwinkeländerungskolben 40 anzutreiben. In der gezeigten Ausführungsform weist der Verstellwinkeländerungskolben 40 eine Antriebsseite 52 und eine Rückkehrseite 54 auf. Während die Teile 12, 24 und 30 gemeinsam ein Gehäuse bei dieser Ausführungsform bilden, sind andere Konfigurationen von Gehäusen denkbar, zum Beispiel mit einer Änderung der Form, der Konfiguration, der Orientierung oder der Anzahl der Teile.
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Die Dreheinheit
26 ist innerhalb der zylindrischen Wand
36 aufgenommen, und schafft eine Antriebsfluidzuführung zu der Antriebsseite
52 des Verstellwinkeländerungskolbens
40. Die Dreheinheit
26 kann durch geeignete Mittel an Ort und Stelle gesichert werden, wie etwa eine Spiralfeder
53. Im Gebrauch ist eine Antriebsfluidleitung
56 an der Dreheinheit
26 angeschlossen. Die Antriebsfluidleitung
56 verläuft zu einem Antriebsfluidkontrollsystem
100. Das Kontrollsystem
100 kann gemäß den Grundlagen entworfen sein, die in dem
US-Patent, Nr. 7,229,250 , erteilt am 12. Juni 2007, beschrieben sind. Die Dreheinheit
26 ist wie gezeigt entworfen und wird mit Bezug zu der
3 beschrieben, so dass die Antriebsfluidleitung
56 stationär bleibt, während das Verstellwinkelschaufelgebläse
10 rotiert. Darüber hinaus ist die Dreheinheit
26 und insbesondere ihre innenliegenden Teile derart konstruiert, dass diese als Verstellwinkelsensor funktionieren. Der ringförmige Kolbenabschnitt
46 weist einen ringförmigen Schlitz
58 an der Rückkehrseite
54 des Verstellwinkeländerungskolbens
40 auf, in dem eine Rückholfeder
60 liegt. Die Rückholfeder
60 drückt gegen die Rückkehrseite
54 des Verstellwinkeländerungskolbens
40 tief innerhalb des Schlitzes
58 und gegen die Montageplatte
24, um den Verstellwinkeländerungskolben
40 zur Vorderseite des Verstellwinkelschaufelgebläses
10 hin zu belasten, wie es in der
1 gezeigt ist, was wiederum einer normalen Schaufelposition entsprechen könnte. Die Zufuhr von Antriebsfluid durch die Dreheinheit
26 in den Raum zwischen der Frontplatte
30 und dem geschlossenen Ende
42 des Verstellwinkeländerungskolbens
40 drückt den Verstellwinkeländerungskolben
40 gegen die Kraft der Rückholfeder
60 in Richtung der Position, die in der
2 gezeigt ist, die zum Beispiel einer Umkehrverstellwinkelposition der Schaufelblätter entsprechen kann. Ein doppeltwirkender Kolben könnte auch als ein Rückholantrieb benutzt werden – dieser ist jedoch nicht so einfach zu bauen, wie ein Rückholantrieb mit einer Rückholfeder
60.
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Die äußere Zylinderwand 34 kann eine Führungsfläche oder eine Führungswand für den Verstellwinkeländerungskolben 40 ausbilden. Dass heisst, dass die Abmessungen der äußeren Kolbenwand 48 und der inneren zylindrischen Wand 34 derart ausgewählt werden können, dass die äußere Kolbenwand 48 so passgenau wie möglich mit der inneren zylindrischen Wand 34 ausgebildet ist, während die Bewegung des Verstellwinkeländerungskolbens 40 innerhalb des Zylinders ermöglicht ist. Um eine Beschädigung an einer Dichtung entlang der Führungsfläche zu verhindern, wird mittels einer ringförmigen Dichtung 62, mittels der inneren zylindrischen Wand 39 sowie mittels der inneren Kolbenwand 50 verhindert, dass das Antriebsfluid, welches zwischen die Frontplatte 30 und das geschlossene Ende 42 des Verstellwinkeländerungskolbens 40 eingespritzt wird, aus dem Zylinder austritt. Die ringförmige Dichtung 62 kann zum Beispiel eine U-förmige Dichtung sein.
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Wie es in der 2 gezeigt ist, ist der Verstellwinkeländerungskolben 40 mit den Gebläseschaufeln 14 verbunden, um den Anstellwinkel der Gebläseschaufeln 14 mit geeigneten Mitteln zu kontrollieren, wie etwa durch einen Stift 64, der sich von dem Gebläseschaufelverbindungsstück 20 in einen Aufnahmesockel 66 in einen Verschiebeblock 68 hinein erstreckt, der Teil des Verstellwinkeländerungskolbens 40 ist, und der an den anderen Teilen des Verstellwinkeländerungskolbens 40 durch beispielsweise Kopfschrauben 70 und Distanzscheiben 72 gesichert ist.
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Im Betrieb befindet sich das Verstellwinkelschaufelgebläse 10 in seiner normalen Betriebsposition, wobei die Schaufelblätter 14 in der vollen normalen Winkelstellung (der Kühlung entsprechend) sind. Zum Beispiel zeigt die 1 den Verstellwinkeländerungskolben 40 in einer neutralen Position. Die volle normale Winkelstellung kann zum Beispiel mit einem Verstellwinkeländerungskolben 40 korrespondieren, der vollständig nach links in der 1 verfahren ist. Falls eine Änderung des Anstell- bzw. Verstellwinkels gewünscht ist, so kann Antriebsfluid, zum Beispiel hydraulisches Fluid, durch die Dreheinheit 26 nach einem integralen Kontrollschema gepulst werden. Das inkrementelle Zuführen von Fluid in einer Reihe von Pulsen zwischen die Frontplatte 30 und das geschlossene Ende 42 des Verstellwinkeländerungskolbens 40 verändert schrittweise den Anstellwinkel der Schaufelblätter 14 in Richtung des vollen Umkehrschubs. Jede gewünschte Betriebsposition kann gewählt werden, in Abhängigkeit von der Menge des Antriebsfluids, welches durch die Dreheinheit 26 fluidgepulst wird. Zum Beispiel kann jeder Puls einer Verstell- bzw. Anstellwinkeländerung von einem Grad entsprechen. Andere Verfahren zur Änderung des Verstellwinkels mit der Strömung des Antriebsfluids können ebenso eingesetzt werden.
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Variationen dieses grundlegenden Designs, welches hier gezeigt ist, können für das Verstellwinkelgebläse benutzt werden. Ein Beispiel für eine Variation der Dichtung, wobei die Dichtung 62 durch eine Dichtung an der Führungswand 34 ersetzt ist, ist in der 3 der veröffentlichten US-Anmeldung, Nr. 20090196747 gezeigt. Während dieses Design die Beschädigung der Dichtung in der Führungswand 34 riskiert, weist es den zusätzlichen Vorteil auf, dass infolge des größeren Durchmessers ein geringerer Druck des Antriebsfluids ermöglicht ist. Dazu gibt es jedoch einen korrespondierenden Nachteil, und zwar dass eine größere Menge des hydraulischen Fluids erforderlich ist, was eigentlich nicht erwünscht ist.
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Während des Betriebs ist es manchmal nützlich die exakte Position der Schaufelblätter 14 zu kennen. Zum Beispiel kann es nach einer Säuberung, wenn die Schaufelblätter 14 mittels des Antriebsfluids in die volle Umkehrposition angetrieben werden, wünschenswert sein, dass die Schaufelblätter 14 in die Position zurück gebracht werden, in der die Schaufelblätter 14 vor der Säuberung waren. Ein Verstellwinkelsensor kann für diesen Zweck eingesetzt werden. Nach einer Ausführungsform, die in den 1 und 3 gezeigt ist, ist der Verstellwinkelsensor zumindest teilweise innerhalb der Dreheinheit 26 inkorporiert. Die Dreheinheit 26 umfasst ein Gehäuse 74, welches innerhalb der zylindrischen Wand 36 gesichert ist, sowie einen nicht rotierenden Abschnitt 76, der auf Lagerungen 78 innerhalb des Gehäuses 74 montiert ist. Während des Betriebs des Verstellwinkelschaufelgebläses 10 rotiert das Gehäuse 74 mit den Komponenten des Verstellwinkelschaufelgebläses, mit Ausnahme des stationären Teils der Dreheinheit 26, der Antriebsfluidleitung 56 und der Kabel, wie etwa dem Kabel 80, welches mit dem Winkelverstellsensor verbunden ist. Der Verstellwinkelsensor in dieser Ausführungsform ist praktischerweise an der Antriebsfluidzufuhrleitung 56 angeordnet, dort wo diese in die Dreheinheit 26 eintritt.
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Der Verstellwinkelsensor nach dieser dargestellten Ausführungsform ist durch einen metallischen Bolzen 82 ausgebildet, der an dem Verstellwinkeländerungskolben 40 fixiert ist und der sich entlang der Rotationsachse des Gebläses 10 in die Dreheinheit 26 hinein erstreckt. Der Bolzen 82 erstreckt sich in eine Passage 84 innerhalb der Dreheinheit 26, welche als Teil der Antriebsfluidzufuhr in den ringförmigen Zylinderabschnitt 32 hinein benutzt wird. Der Bolzen 82 erstreckt sich ausreichend weit in die Dreheinheit 26 hinein, um in eine Spule 86 einzutreten, die um zumindest einen Teil der Passage 84 herum ausgebildet ist. In der beispielhaften Ausführungsform nach der 3 ist die Passage 84 durch ein rotierendes Dichtelement 86 und durch eine nicht rotierende Hülse 88 definiert. Die Spule 86 ist in diesem Fall in der nicht rotierenden Hülse 88 ausgebildet. Die Spule 86 kann auch in einem rotierenden Teil der Dreheinheit 26 ausgebildet sein, aber das würde die elektrischen Verbindungen kompliziert machen und ist daher nicht bevorzugt.
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Die Spule 86 ist mit Drähten 89 durch eine Verlängerung 90 der Passage 84 verbunden, die innerhalb des nicht rotierenden Teils der Dreheinheit 26 aufgenommen ist. Die Verlängerung 90 ist in der 3 als Bohrung in einer Endkappe 92 der Dreheinheit 26 ausgebildet und wird durch eine geeignete Verschlußmasse verschlossen, um eine fluiddichte Dichtung gegen das Antriebsfluid zu schaffen, welches aus der Passage 84 austritt, dort wo die Drähte 89 die Passage 84 verlassen. Die Drähte 89 enden an einer Verstellwinkelsensorleiterplatte 94, die in der Endkappe 92 aufgenommen ist. Die Verstellwinkelsensorleiterplatte 94 verbindet die Kabel 80 mit einem geeigneten Kontrollmechanismus 100 zur Kontrolle des Anstell- bzw. Verstellwinkels der Blätter des Verstellwinkelschaufelgebläses.
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Das Dichtelement 86 der Dreheinheit 26 ist aus einer Hülse 96 gebildet, die in das Gehäuse 74 mit Dichtungen 98 zwischen dem Gehäuse 74 und der Hülse 96 eingepaßt ist, um das Antriebsfluid in der Passage 84 zu halten. Eine Feder 97 drückt die Hülse 96 in Richtung eines direkten Oberflächenkontakts mit der Hülse 76 und bildet eine Oberflächendichtung an deren Kontaktpunkt. Herkömmliche Verfahren können benutzt werden, um die Teile zusammen zu halten, wie etwa Sicherungsringe.
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Das Antriebsfluidkontrollsystem
100 umfasst eine elektronische Kontrolleinrichtung und ein Ventil oder eine Reihe von Ventilen, die das Fluid kontrollieren, welches des Antriebsfluidleitung
56 zugeführt wird. Das Kontrollsystem
100 selber ist herkömmlich und kann ein solches sein, welches in der
7 der
US-Veröffentlichung, Nr. 20090196747 gezeigt ist. Die Ventile können von jeglicher der Konfigurationen sein, die in den
3 bis
11 des
US-Patents, Nr. 7,229,250 , gezeigt sind, oder können andere geeignete Ventile sein, um die Kontrolle des Fluids zu dem Verstellwinkelschaufelgebläse zu erreichen. Nach einer Ausführungsform können die Ventile Fluidpulse durch bzw. über die Leitung
56 und den Verstellwinkelsensor liefern. Sensorsignale von dem Verstellwinkelsensor werden über die Leitung
80 an die Kontrolleinrichtung zurück gesendet. Die Kontrolleinrichtung des Kontrollsystems
100 kann eine dedizierte elektronische Vorrichtung sein, oder kann eine virtuelle Vorrichtung sein: eine existierende programmierbare Kontrolleinrichtung kann programmiert werden, um die Ventile direkt zu kontrollieren (zum Beispiel das ECM-Modul (Motorkontrollmodul) eines herkömmlichen Fahrzeuges).
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Es gibt eine Reihe von Parametern, die die Kühlanforderungen einer Maschine beeinflussen und die deshalb den erforderlichen Anstellwinkel des Gebläses beeinflussen. Die Typen und die Anzahl dieser Parameter variieren von Maschine zu Maschine, in Abhängigkeit von den Systemen, die durch das Gebläse gekühlt werden sollen (zum Beispiel ein Klimaanlagenkondensor, ein hydraulischer Ölkühler, ein Luft-Luft-Nachkühler, Motorkühlfüssigkeit usw.). Einige Maschinen haben ECM's (elektronische Kontrollmodule), die bereits alle diese Parameter messen, so dass diese Informationen genutzt werden können. Einige Maschinen haben Gebläsedrehzahlausgänge, um die Geschwindigkeit bzw. Drehzahl der Gebläse mit variabler Geschwindigkeit zu kontrollieren. Diese Ausgänge berücksichtigen bereits alle der geeigneten Parameter. Infolge dieser Unterschiede können verschiedene Typen von Kontrolle benutzt werden.
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Es gibt eine Vielzahl von Eingängen, die die Kontrolleinrichtung des Kontrollsystems 100 nutzen kann. Diese können individuell benutzt werden oder können in Verbindung miteinander benutzt werden, zum Beispiel: A. Der Eingang kann ein analoger Eingang sein, wie etwa Temperatursensoren (das sind Sensoren, die exklusiv durch die Gebläsekontrolle genutzt werden – d. h., dass diese mit dem Kontrollsystem installiert werden müssen), die zum Beispiel die Ansauglufttemperatur, die Kühlmitteltemperatur etc. messen, und/oder Drucksensoren (das sind Sensoren, die exklusiv durch die Gebläsekontrolle genutzt werden – d. h., dass diese mit dem Kontrollsystem installiert werden müssen), sowie eine Gebläseluftdruckkontrollleitung oder der Klimaanlagenkondensorkerndruck. B. Der Eingang kann ein Kontrollsignal sein, wie etwa ein PWM-Gebläseantriebssignal. Viele Hersteller von Motoren haben ein PWM-Gebläsedrehzahlsignal programmiert, welches häufig benutzt wird und antreibt. Dieses Signal kann benutzt werden, um den Verstellwinkel durch Anwendung eines Algorithmus zu kontrollieren, der dieses proportionale Signal in ein integriertes Signal wandelt – zum Beispiel unter Nutzung eines Fixpunktes von 80% der Gebläsedrehzahl. Falls man darunter liegt, wird der Verstellwinkel vergrößert, falls man darüber liegt, wird der Verstellwinkel verringert. C. Der Eingang kann ein digitaler Eingang sein, wie etwa von Temperaturschaltern anstatt von Temperatursensoren, ein Klimaanlagenkompressoreingang – ein digitales Signal, welches anzeigt, dass der Klimaanlagenkompressor läuft, ein Backup-Alarmeingang (um eine Säuberung zu unterdrücken), ein Feuerunterdrückungseingang, ein Bedienpersoneneingang wie etwa eine manuelle Säuberungstaste, oder ECM-/Can-Bus-Eingänge. ECM-/Can-Bus-Eingänge bilden eine Kommunikationsverbindung. Damit können Daten von anderen elektronischen Vorrichtungen genutzt werden, wodurch ansonsten redundante Sensoren eliminiert werden. Zum Beispiel überwachen die meisten ECM's die Motortemperatur. Durch Anbindung an den ECM braucht das Kontrollsystem keinen eigenen dedizierten Motortemperatursensor. Andere digitale Eingänge umfassen eine J1939-Can-Schnittstelle (oder den Diagnose-Anschluß), um Daten von Sensoren abzugreifen, eine direkte ECM-Schnittstelle, andere Kontrolleinrichtungen, die bereits in der Ausstattung vorhanden sind, an der das Gebläse benutzt werden soll, eine IQAN-Hydraulikkontrolleinrichtung oder eine Übertragungskontrolleinrichtung.
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Die Ausgänge der Kontrolleinrichtung des Kontrollsystems
100 können 2 oder 3 digitale Solenoidtreiberausgänge (in Abhängigkeit von der Ventil-Konfiguration) aufweisen, sowie einen optionalen digitalen Ausgang, um anzuzeigen, wenn das Gebläse gesäubert wird (zum Beispiel eine Armaturenbrett-Anzeigeleuchte mit der Kontrolleinrichtung verbinden). Die Kontrolleinrichtung kann entweder eine virtuelle Einrichtung (ein Programm, welches auf einer existierenden programmierbaren Kontrolleinrichtung läuft) oder eine dedizierte elektronische Einrichtung sein. Sie wird die Verstellwinkelanforderungen durch Auswertung der Sensordaten bestimmen. Die Sensordaten werden von dem Verstellwinkelsensor über eine Leitung oder über mehrere Leitungen
80 erhalten, der als Teil der Dreheinheit
26 ausgebildet ist. Die Kontrolleinrichtung wird dann den Anstell- bzw. Verstellwinkel des Gebläses justieren, und zwar durch Pulsen der geeigneten Ventile, indem Signale entlang herkömmlicher Verbindungen gesendet werden, wie etwa nach den Grundlagen des Betriebs wie in dem
US-Patent, Nr. 7,229,250 , beschrieben – es können jedoch auch andere Verfahren genutzt werden. Variationen des Kontrollsystems können bei einigen Maschinen angewendet werden, während andere Variationen an anderen Maschinen nutzbar sein werden: große OEM's (zum Beispiel Caterpillar) werden die virtuelle Kontrolleinrichtung nutzen, um Kosten und Komplexizität einzusparen, während kleinere OEM's wohl nicht die Fähigkeiten haben werden, einen Motoren-ECM neu zu programmieren, und diese werden daher eine separate Vorrichtung benötigen.
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Unwesentliche Modifikationen können an den Ausführungsformen, wie oben beschrieben, durchgeführt werden, ohne sich dabei aus dem Schutzbereich der Patentansprüche zu entfernen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 7229250 [0001, 0015, 0024, 0027]
- US 20090196747 [0024]
