DE19601554A1 - Einrichtung für das Ansaugen von Luft sowie Verfahren zur Regelung einer Einrichtung für das Ansaugen von Luft - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für das Einlassen bzw. Ansaugen von Luft sowie ein Verfahren zur Regelung einer Einrichtung für das Ansaugen von Luft.

Aus der DE-PS Nr. 3,410,078 ist eine Lösung für eine Einrichtung zum Ansaugen von Luft bekannt, wonach die Einrichtung Flügel hat, welche in stationäre Positionen plaziert sind, die in einer Ringform eingesetzt sind und die an einem zentralen Kernrohr befestigt sind. Bei dieser Lösung einer Einrichtung wird der durch die Einrichtung verlaufende Luftstrom dadurch geregelt, daß eine Ventilscheibe, die an dem Ende des Kernrohres angeordnetet ist gleichzeitig mit einem zweiten Regler versetzt wird. Der zweite Regler besteht aus einem Schließring. Folglich werden bei der Lösung gemäß der DE-PS 3,410,078 die Position des ersten Reglers sowie die Position des zweiten Reglers zur gleichen Zeit geregelt.

In der vorliegenden Anmeldung wird eine Lösung beschrieben, welche erheblich einfacher ist als jene, welche bei der Konstruktion des vorstehend genannten Deutschen Patents angewendet wird. In der vorliegenden Erfindung wurde die Idee realisiert, ausschließlich ein Schließring und eine Flügelkonstruktion zu verwenden, wobei die Flügelkonstruktion so ausgewählt wurde, daß eine- angemessene Abweichung der Luft in Seitenrichtung erhalten wird, ohne ein separates Kernrohr und eine angeschlossene Ventilscheibe zu verwenden, welche das Rohr schließt und öffnet.

Bei der Lösung gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Luftstrom bei geringen Luftstromquantitäten entlang zweier Pfade geführt, d. h., entlang eines ersten Pfads, als ein Strom L₁ durch die Flügelblätter, sowie entlang eines zweiten Pfads L₂ als ein seitlicher Strom bzw. ein Seitenstrom, wobei in diesem Fall der seitliche Strom den Gesamtstrom nach unten richtet und die Ausbreitung zu den Seiten des Wirbelstroms verhindert, welcher durch die Flügel kommt. In solch einem Fall wirkt der seitliche Strom gewissermaßen als ein Film- oder Abschirmstrahl. Wenn der seitliche Strömungskanal geschlossen wird, und zwar bei der Konstruktion gemäß der vorliegenden Erfindung mittels der Flügelblätter alleine, dann wird der Luftstrom in Richtung zu den Seiten ab- bzw. umgelenkt, so daß der Luftstrom entlang der gekrümmten Fläche des äußeren Rohres weiter verläuft, während er durch die Wirkung eines Coanda-Effekts an dieser Fläche haften bleibt, wobei in diesem Fall das Gießmodel bzw. das Strömungsprofil des Gesamtluftstroms ausgedehnt wird.

Erfindungsgemäß wird eine Flügelkonstruktion verwendet, welche zumindest zwei Flügelringe hat. Dank der günstigen Konstruktion benötigt die Einrichtung kein zentrales Führungsteil für eine separate zentrale Strömung, welches beispielsweise bei der Konstruktion gemäß der DE-PS 3,410,078 der Fall ist. Die Konstruktion gemäß der vorliegenden Erfindung, welche zumindest zwei Flügelringe hat, ist besonders in Regelungssituationen vorteilhaft, in welchen es wünschenswert ist, den Strom zu einem ausgedehnten Bereich also auch in Richtung zu den Seiten abzulenken bzw. zu streuen. Dies wurde in den Lösungen gemäß dem Stand der Technik nicht nur mittels Flügelsätze alleine erreicht, sondern die seitliche Umleitung wurde erreicht, mittels einer separaten Führungsplatte, wobei diese Führungsplatte dafür geeignet ist, eine separate Zentral- bzw. Mittelströmung zu regeln.

Desweiteren wird in der vorliegenden Anmeldung ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben, wonach die Position des Schließrings automatisch justiert wird, wenn die Strömungsquantität an Luft durch das Ventil reguliert wird. Je höher der Druck ist, welcher an den Schließring der Einrichtung für das Einlasen von Luft angelegt wird, desto höher ist die Kraft, mit welcher die Einrichtung und der entsprechende Schließring gegen die Federkraft gepreßt wird, wobei der Schließring und die daran verbundene Dichtung oder entsprechendes hierdurch vorwärts bewegt werden. In der anderen extremen Position des Schließrings wird der Luftstromkanal für die seitliche Strömung an dem Einlaßende des Flügelringrohres geschlossen, wobei der Luftstrom durch das Flügelringrohr zu den Flügelblätter geleitet wird, welche den Strom abwärts und in Richtung zu den Seiten umlenken. Bei dieser Lösung wird folglich das Gießmuster (Strömungsprofil) des Luftstroms in Übereinstimmung mit der Luftstromquantität justiert. Je größer die Luftstromquantität ist, desto mehr wird der Luftstrom aufgeweitet infolge der Reduzierung des seitlichen Stroms durch den ringförmigen Strömungskanal zwischen dem äußeren Rohr und dem Flügelringrohr.

Die Einrichtung für das Einlassen von Luft gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß bei der Konstruktion der Einrichtung für das Ansaugen von Luft der Flügelsatz zumindest aus zwei Ringen besteht und folglich Flügel zwischen dem ersten Flügelringrohr und der Mittelwelle hat, und daß zumindest ein zweiter Flügelring vorgesehen ist, welcher Flügel hat, die zwischen dem Flügelringrohr und dem Flügelringrohr angeordnet sind.

Das Verfahren gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß in dem Verfahren Luft dazu verleitet wird, durch die Flügelkonstruktion zu strömen, die zumindest aus zwei Ringen besteht.

Im nachfolgenden wird die Erfindung anhand einiger bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.

Fig. 1A ist eine axonometrische Ansicht einer Einlaß- Luft-Einrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 1B zeigt eine Einlaß-Luft-Einrichtung bzw. Luftansaugeinrichtung gemäß der Fig. 1a, in welcher der verschiebbare Schließteil in unterschiedlicher Schließposition plaziert werden kann, so daß die Spindel im Inneren der Welle mittels der Endscheibe O gedreht wird, wobei der Schließteil mit der Spindel verbunden ist. Diese Figur zeigt die Einlaß-Luft-Einrichtung in der Position, in der die seitliche Strömung ermöglicht wird.

Fig. 1C zeigt den Schließteil der Einlaß-Luft-Einrichtung gemäß der Fig. 1B in einer Stellung, in welcher der Kanal der seitlichen Strömung verschlossen ist.

Fig. 2A ist eine Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung. In der Fig. 2A wird eine erste Regelungsposition der Einrichtung gemäß der Erfindung gezeigt. Der Antrieb, welcher den Schließteil verschiebt, ist ein pneumatischer Zylinder.

Fig. 2B zeigt eine zweite Regelungsposition der Einrichtung gemäß der Fig. 2A, wobei in dieser Position der Kanal für die seitliche Strömung verschlossen ist.

Fig. 2C zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, in der der Antrieb, welchem den Schließteil verschiebt, ein elektrischer Motor ist.

Fig. 2D ist eine Schnittansicht, welcher eine Hälfte der Einlaß-Luft-Einrichtung gemäß der Fig. 2A darstellt, und zwar gesehen in die Richtung des Pfeils K₁,

Fig. 3A ist eine axonometrische Ansicht der Befestigung des Flügels an das Flügelringrohr und an die Mittelwelle,

Fig. 3B zeigt ein Flügelrad besteht aus zwei Gruppen von Flügeln.

Fig. 4A und 4B zeigen ein Ausführungsbeispiel, welches einen automatischen Betrieb ermöglicht, d. h., eine Federkonstruktion, in welcher der Schließteil gegen die Federkraft mit Blick auf die automatische Regelung des seitlichen Stroms verschoben werden kann, so daß es von der Luftstromquantität und/oder von dem Druck abhängig ist, welcher durch den Strom an das Schließteil angelegt wird. Die Fig. 4A zeigt dabei eine extreme Position des Schließteils, in welcher der Luftstrom durch den Kanal des seitlichen Stromes sich auf einem Maximum befindet. Die Fig. 4B zeigt den Schließteil in einer Position, in welcher der Kanal der seitlichen Strömung geschlossen ist.

Die Fig. 1A ist eine axomonetrische Ansicht einer Ansaug-Luft-Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Einlaß-Luft-Einrichtung 10 hat ein äußeres Rohr 11, welches in einem gekrümmten Kragen oder Manschette 12 endet. Innerhalb der Konstruktion befindet sich ein Flügelringrohr 13, welches mit radial angeordneten stationären nicht drehenden Flügeln 14a′₁, 14a′₂ . . . verbunden ist. Die Flügel 14a₁, 14a₂ . . . sind an deren Wurzeln an eine stationäre Mittelwelle 15 angeschlossen, die für die Strömung undurchdringbar ist und an deren äußeren Enden an das Flügelringrohr 13′ angeschlossen. Die Flügel 14a′₁, 14a′₂ sind an deren Wurzeln an das Flügelringrohr 13′ angeschlossen.

Die Mittelwelle 15 hat einen äußeren teleskopartigen Rahmen bzw. Gehäuse 15a₁, der sich in einer stationären Position befindet, sowie eine inneren zweiten Rahmen bzw. Gehäuse 15a₂, welcher mit Bezug zu dem äußeren Rahmen verschiebbar ist. Zwischen den Rahmen 15a₁ und 15a₂ befindet sich eine Feder J. Desweiteren ist der Rahmen 15a₁ mit einer Zentralspindel 15a₃ verbunden, welche eine Handhabe bzw. Scheibe O für eine Rotation an ihrem Ende hat. Die Spindel 15a₃ weist ein Gewinde C₂ an ihrer äußerer Fläche auf, wobei in ähnlicher Weise der teleskopartige Rahmen 15a₂ eine Durchgangsöffnung G für die Spindel 15a₃ und in dieser Öffnung ein Gewinde C₁ aufweist. Wenn die Spindel 15a₃ von dem Endstück O gedreht wird, werden folglich der teleskopartige Rahmen 15a₂ und das angeschlossene Schließteil 16 versetzt, wobei das Schließteil einen Dichtungsring 16b oder vergleichbares hat. Wenn folglich des Schließteil manuell versetzt wird, dann wird der ringförmige Strömungskanal F zwischen dem Flügelringrohr 13 und dem äußeren Rohr 11 geöffnet und geschlossen.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 1A sind zwei Flügelringe vorgesehen, d. h., die Flügelringe D₁ und D₂. Der innere Flügelring D₁ hat eine geringere Anzahl von Flügeln 14a₁ und 14a₂ . . . als der äußere Flügelring D₂ aufweist, bei welchem die Anzahl an Flügeln 14a′₁, 14a′₂ . . . höher ist, vorzugsweise doppelt soviel wie bei dem inneren Flügelring D₁.

Die Fig. 1B ist eine Schnittansicht einer Einlaßlufteinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel das in dieser Figur gezeigt wird, ist ein separates Schließteil 16 vorgesehen, welches mit dem verstellbaren Rahmenteil 15a₂ der Mittelwelle 15 verbunden ist. Der Rahmenteil 15a₂ ist innerhalb des stationären Rahmens 15a₁ plaziert und mit Bezug auf den stationären Rahmenteil 15a₁ verschiebbar. Zwischen den Rahmenteilen 15a₁ und 15a₂ befindet sich eine Feder J. Die Spindel 15a₃ ist in der Welle 15 mittig montiert und weist an ihrem Ende eine Scheibe O auf, von welcher die Spindel 15a₃ gedreht werden kann. Die äußere Fläche der Spindel 15a₃ ist mit einem Gewinde e₂ versehen, welches in verbindender Weise mit dem Gewinde C₁ in der Endöffnung G im verschieb- bzw. verstellbaren Rahmenteil 15a₂ zusammenwirkt. Die Öffnung G kann auch eine Metallbüchse aufweisen, welche mit einem Gewinde ausgebildet ist. Wenn folglich die Spindel 15a₃ manuell außerhalb bzw. unabhängig des Antriebs gedreht wird, dann wird der Teil 15a₂ und der daran angeschlossene Schließteil 16 versetzt, wobei dadurch das Schließen und Öffnen des seitlichen Strömungskanals F geregelt wird. Die Welle 15 besteht vorzugsweise aus vier Teilen. Der Basisrahmen 15a₁ hat eine hülsenförmige Struktur vorzugsweise aus Kunststoff, in dessen Inneren der Rahmenteil 15a₂ eingesetzt ist, um sich teleskopartig zu bewegen. Der Teil 15a₂ ist ebenfalls vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt. Die Spindel 15a₃ ist vorzugsweise eine mit einem Gewinde versehene Stange, welche derart eingesetzt ist, daß sie in dem Gewinde C₁ drehbar ist, welches in dem Teil 15a₂ angeordnet ist, so daß vorzugsweise eine nicht gezeigte, mit einem Gewinde versehene Lagerbüchse in dem Teil 15a₂ eingesetzt ist. An der äußeren Fläche des Teils 15a₁ befindet sich vorzugsweise ein Metallrohr 15a′₁, an welchem die Flügel durch Schweißen befestigt sind. Das Material der Einlaßlufteinrichtung wie bespielsweise die Flügel besteht für gewöhnlich aus Metall. Es ist jedoch auch möglich andere Materialien zu verwenden. Die Fig. 1B zeigt den seitlichen Strömungskanal F in der Offenstellung, wobei die Fig. 1C eine Regelungsposition der Einlaß-Luft-Einrichtung darstellt, in welcher der seitliche Strömungskanal F verschlossen ist. Wenn sich der seitliche Strömungskanal F in Offenposition befindet, dann wird der Strömung ermöglicht, durch den seitlichen Strömungskanal F zu strömen, wobei die seitliche Strömung als ein Film- bzw. Schutzstrahl wirkt und folglich auch die Strömung L₁ direkt nach unten leitet. Wenn der seitliche Strömungskanal F verschlossen ist, dann wird die Strömung mittels der Zweiring-Flügelkonstruktion vorzüglich und in effizienter Weise auch zu den Seiten des Raumes H aufgeweitet.

Die Fig. 2A ist eine Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Die Fig. 2A zeigt eine Position, in welcher ein seitlicher Strom L₂ an Luft zugelassen wird. Gemäß der Erfindung werden der Schließteil 16 und dessen Dichtungsring 16b oder etwas vergleichbares mittels eines Antriebs 17 verschoben. Die Mittelwelle 15 ist ein strukturiertes Teil, welches von der Strömung undurchdringbar ist und hat eine teleskopförmige Rahmenkonstruktion, in der ein erster Teleskoprahmen 15a₁ und ein zweiter Rahmen 15a₂ vorgesehen ist, welcher in Bezug zum ersten Rahmen verschiebbar ist und in die Ausnehmung des ersten Rahmens bewegbar ist. Desweiteren ist der erste Rahmen 15a₁ mit einer zentralen Spindel 15a₃ verbunden, welche einen Kolben 15a₄ an ihrem Ende aufweist. Desweiteren kann der Teil 15a₁ ein metallisches äußeres Rohr 15a′₁ aufweisen, welches den Teil 15a₁ umgibt und an dem die Flügel an deren Wurzeln durch Schweißen befestigt sind. Bei dem Erfindungsgegenstand gemäß dieser Figur ist der Antrieb 17 vorzugsweise ein pneumatischer Zylinder, wobei ein Druck in dem Druckraum M zwischen dem stationären Kolben 15a₄ des Pneumatikzylinders und dem Zylinderrahmen bzw. Zylindergehäuse 15b aufgebaut wird, wobei der teleskopische innere Rahmen bzw. das inneres Gehäuse 15a₂ auf der Kolbenstange 15₃ entlang eines linearen Pfades sich bewegt und dabei das angeschlossene Schließteil 16 und dessen Dichtungsring 16b oder vergleichbares in Richtung zu den Flügeln 14 und in Richtung zu der vorderen Kante N des Flügelringrohres 13 in Strömungsrichtung gesehen verschiebt. Die Bewegung findet entgegen der Federkraft der Feder J statt. Die Feder J ist zwischen den Teilen 15a₁ und 15a₂ angeordnet. Die Feder J drängt das Schließteil 16 in dessen ursprüngliche Position zurück, wenn kein weiterer Druck den Raum M beaufschlagt.

Die Fig. 2A zeigt eine Regelungsposition der Einrichtung, in welcher der Luftstrom (Pfeil L₁) sowohl durch die Flügel 14a₁, 14a₂ . . .; 14a′₁, 14a′₂ . . . als auch durch das Flügelringrohr 13 und das äußere Rohr 11 geleitet wird. Die Luft strömt dabei durch die Flügel, d. h., zwischen den Flügelringrohren 13, 13′ und zwischen dem Flügelringrohr 13′ und der Mittelwelle 15, welches zentral durch den Pfeil L₁ gekennzeichnet ist, wobei der Luftstrom zwischen dem Flügelringrohr 13 und dem äußerem Rohr 11 mit dem Pfeil L₂ bezeichnet ist. Der Strom L₂ wird direkt nach unten geleitet und wirkt in einer an sich bekannten Weise als ein ringförmiger Film- oder Schutzstrahl.

Bei der Erfindung gemäß der Fig. 2A ist das innere teleskopförmige Gehäuse 15a₂ an dessen Flansch 15a₂ an das Schließteil 16, d. h., den Schließring angeschlossen. Wenn der Antrieb 17 betrieben wird, dann wird der Ring 16 in die Richtung verschoben, welche in der Fig. 2A durch den Pfeil S₁ angezeigt ist. Falls das Schließteil 16 sich in einer Position gemäß der Fig. 2A befindet, dann wird eine Strömung sowohl durch die Flügel, d. h., zwischen den Flügelringrohren 13 und 13′ und zwischen dem Flügelringrohr 13 und der Mittelwelle 15, als auch durch den Strömungskanal F zwischen dem Flügelringrohr 13 und dem äußeren Rohr 11 zu lassen. Der Luftstrom durch die Flügel 14a₁, 14a₂ wird durch die Pfeile L₁ gekennzeichnet, wobei der Strom durch den ringförmigen Strömungskanal F zwischen dem Flügelringrohr 13 und dem äußeren Rohr 11 mit den Pfeilen L₁ angezeigt wird.

Die Fig. 2B zeigt eine Position des Schließrings 16, in welcher lediglich eine Strömung zentral durch das Flügelringrohr 13 zugelassen wird, d. h., durch die Radialflügel 14a₁, 14a₂ . . . (angezeigt durch die Strömungspfeile L₁). Die Regelposition gemäß der Fig. 2B kann insbesondere mit großen Mengen an Luft in Einklang gebracht werden, wenn vermutet wird, daß eine große Menge an Luft in den Raum H eingelassen werden soll. Bei großen Luftmengen wird der Zugang für den Luftstrom in den ringförmigen Kanal F zwischen dem Flügelringrohr 13 und dem äußeren Rohr 11 mittels der Einrichtung 17 durch ein entsprechendes Verschieben des Schließrings 16 in die Richtung verschlossen, welche durch den Pfeil S₁ angezeigt ist, wobei in diesem Fall der Schließring 16 gegen das Ende N des Flügelringrohres 13 angelegt wird. Hierdurch wird der Luftstrom aufgeweitet. In solch einem Fall existiert kein Strom L₂ so daß die sogenannte Film- oder Schutzstrahlwirkung verhindert wird, wobei die Flügel 14a₁, 14a₂ . . .; 14a′₁, 14a′₂ . . . in den Flügelsätzen D₁, D₂ die Strömung in effizienter Weise zu den Seiten ausbreiten.

Die Fig. 2C zeigt ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, in welcher der Antrieb 17, welcher den Schließring 16 versetzt, als ein elektrischer Motor ausgebildet ist. Wie in dieser Figur gezeigt wird, ist die Konstruktion im höchsten Grade ähnlich zu der Konstruktion mit einem Pneumatikzylinder. Der Rahmen bzw. das Gehäuse 17a des Antriebs 17 ist an dem Schließteil 16 befestigt. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Spindel 15a₃ ein fest an der Mittelwelle 15 fixierter Teil. Die Spindel 15 ist mit einer Zahnstange 170 verbunden, mit der das Zahnrad 172 auf der Ausgangswelle des Elektromotors 171 im Antrieb 17 wirkverbunden ist. Wenn der Regelstrom an den Motor 171 angelegt wird, welcher an dem Gehäuse 17a befestigt ist, dann wird die Rotationsbewegung sowohl der Welle des Motors 171 als auch des Zahnrads 172 in eine Linearbewegung des Gehäuses 17a konvertiert. Falls kein Strom an den Elektromotor angelegt wird, dann drängt die Feder J den Schließteil 16 in dessen ursprüngliche Position zurück, in welcher der Strömungskanal F für die Seitenströmung L₂ geöffnet wird.

Die Fig. 2D ist eine Schnittansicht, welche eine Hälfte der Einlaßlufteinrichtung gemäß der Fig. 2A und 2B darstellt, und zwar gesehen in die Richtung des Pfeiles K₁ gemäß der Fig. 2A.

In den Ausführungsbeispielen gemäß der Figuren, werden vorzugsweise zwei Flügelringe angeordnet. Es ist jedoch offensichtlich, daß für den Fall, daß die Einlaßlufteinrichtung größer ausgeführt wird, auch eine höhere Anzahl an Flügelringen vorgesehen werden kann.

Die Fig. 3A ist eine axonometrische Teildarstellung der Flügelkonstruktion. Der Flügel 14a₁ wird durch Schweißen an der Mittelwelle 15 sowie an dessen Umfang an der inneren Fläche des Flügelringrohres 13′ befestigt. Der Flügel 14a′₁ ist an dem Flügelringrohr 13′ an dessen Wurzel sowie an dem Flügelringrohr 13 an dessen Ende durch Schweißen befestigt.

Die Fig. 3B zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Konstruktion, bei welcher die Flügelkonstruktion zwei Gruppen von Flügeln aufweist, d. h., einen ersten Flügelring D₁ welcher die Flügel 14a₁, 14a₂, 14a₃ . . . hat, sowie einen zweiten Flügelring D₂ welcher die Flügel 14a′₁, 14a′₂, 14a′₃ . . . aufweist. Die Gruppe von Flügeln 14a₁, 14a₂ . . . ihm dem inneren Ring D₁ besteht aus einer Anzahl von Flügeln, deren Anzahl ungefähr die Hälfte der Anzahl an Flügeln in dem äußeren Ring D₂ annimmt. Die Flügel 14a₁, 14a₂ . . . in dem Flügelring D₁ sind an deren Wurzeln an der Welle 15 und an deren Enden an dem Flügelringrohr 13′ angeschlossen, welcher als eine rohrförmig strukturierte Komponente ausgebildet ist. Die Flügel 14a′₁, 14a′₂ . . . in dem Flügelring D₂ sind an deren Wurzeln an dem äußeren Rand F′ des Flügelringrohres 13′ vorzugsweise durch Schweißung und an deren Enden an dem äußeren Flügelringrohr 13 angeschlossen. Die Flügelringrohre 13, 13′ sind Rohre mit kreisförmigem Querschnitt deren Wanddicken X₁₀ sich im wesentlichen in dem Bereich von 0,5 . . . 2,0 mm und deren Längen X₂₀ in Strömungsrichtung sich vorzugsweise in dem Bereich von 20 . . . 100 mm bewegen. Die Richtung der Luftströmung wird durch das Bezugszeichen L₁ angezeigt.

Der innere Ring D₁ weist eine geringere Anzahl an Flügeln auf, als der äußere Ring D₂. Vorzugsweise hat der äußere Ring D₂ eine Anzahl an Flügeln, welche doppelt so hoch ist, wie die Anzahl an Flügeln des inneren Rings D₁.

Jeder Flügel 14a₁, 14a₂ . . .; 14a′₁, 14a′₂ . . . hat einen unveränderlichen Radius (R) über die gesamte Länge des Flügels. Der Winkel (α) zwischen der Flächentangenten, welche an einem bestimmten Punkt der Fläche des Flügels 14a₁, 14a₂ . . ., 14a′₁, 14a′₂ . . . in der den Krümmungsradius bereinigenden Ebene und der Geraden, welche durch diesen Punkt und parallel zur Mittelachse (X-Achse) des Antriebs und zu der Mittelachse (X-Achse) der Welle 15 eingezeichnet ist, liegt vorzugsweise in dem Bereich von 10° < α < 60°. Bei jedem besonderen Flügel ist der Winkel (α) jedoch über die gesamte Länge des Flügels unveränderlich. Gleichermaßen werden in dem gleichen Satz an Flügeln vorzugsweise der gleiche Winkel (α) und der gleiche Radius R für alle Flügel verwendet, sowohl bei den Flügeln in dem Ring D₁ als auch bei den Flügeln in dem Ring D₂ Der Krümmungsradius R hat einen Krümmungsmittelpunkt Q, wobei an jeder Flügelfläche die Krümmungsmittelpunkte Q eine Achse X′ der Krümmungsmittelpunkte ausbilden. In der Fig. 3B wird die Gerade parallel zu der X-Achse und gezeichnet durch den Punkt P mit dem Bezugszeichen V gekennzeichnet, wobei die durch den Punkt P gezeichnete Tangente mit dem Bezugszeichen T gekennzeichnet wird, wobei folglich die Tangente senkrecht zu dem Radius R steht. Der Mittelpunkt des Krümmungsradius R ist Q, wobei der Radius R senkrecht zur Achse X′ der Krümmungsmittelpunkte verläuft. In entsprechender Weise ist das Verhältnis der Breite H der Fläche der Flügel 14a₁, 14a₂ . . .; 14a′₁, 14a′₂ . . ., welche die Luftströmung führt, zu der Distanz b zwischen den Flügeln an dem Punkt der Flügellänge kleiner als 0,5 über die gesamte Länge des Flügels. Die Breite h der Flügelfläche bezieht sich auf das Längenmaß der Seitenlinie des Flügels, d. h., auf das sogenannte Umfangsmaß, welches aus dem Umfang des Flügels und in der Ebene des Flügels gemessen wird und welches senkrecht zu der Länge des Flügels steht. Die Länge des Flügels betrifft das Maß von der Wurzel des Flügels bis zu Spitze des Flügels. Überdies hat jeder Flügel 14a₁, 14a₂ . . ., 14a′₁, 14a′₂ . . . einen unveränderlichen Krümmungsradius (R) über dessen Gesamtflügellänge, wobei sich der Radius in einem Bereich von 30 < R < 150 mm befindet, der jedoch über den gesamten Flügel im wesentlichen unverändert ist.

Die Konstruktion der Mehrfachringflügelkonstruktion gemäß der Fig. 3B ist einfach und erlaubt folglich auch eine vorteilhafte Herstellung von Flügelgrößen mit größerem Durchmesser.

Die Fig. 4A und 4B zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, in welchem der Schließteil 16 gegen die Federkraft der Feder J ausschließlich mittels der Luftströmung verschiebbar ist. Je größer bzw. höher der Luftstrom und/oder dessen Druck ist, desto höher ist die Kraft, welche auf das Schließteil 16 einwirkt und das Schließteil 16 und die Dichtung 16b oder ähnliches festsetzt, welche an dessen vorderem Ende N des Blattringrohes 13 vorgesehen ist. In dessen Extremstellung verschließt der Schließteil 16, d. h., der Schließring den ringförmigen seitlichen Strömungskanal F zwischen dem äußeren Rohr F und dem Flügelringrohr 13. In diesem Falle wirkt die seitliche Strömung nicht als ein Film- oder Schutzstrahl, sondern die gesamte Strömung wird durch die Flügel 14a₁, 14a₂ . . .; 14a′₁, 14a′₂ . . . geleitet und seitlich abwärts aufgeweitet, und zwar mittels der Flügel, welche sich ebenfalls zu den Seiten hin aufweiten. Bei geringen Luftströmungen wird der seitliche Strömungskanal F an dessen oberen Ende vollständig geöffnet, wobei in diesem Fall mittels der seitlichen Strömung, wenn die seitliche Strömung L₂ als ein Film- bzw. Schutzstrahl wirkt, die Luftströmung L₂ in effizienter Weise abwärts geleitet wird. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Mittelwelle 15 auch als ein teleskopförmiges strukturiertes Teil ausgebildet, welches einen äußeren Wellenteil 15a₁ und einen inneren Wellenteil 15a₂ hat, welches innerhalb des äußeren Wellenteils mit Bezug zu dem äußeren Wellenteil sich bewegt. Die Feder ist innerhalb des Wellenteils 15a₂ eingesetzt, um auf das Ende des Teils 15a₂ und auf die innere Endfläche des Wellenteils 15a₁ einzuwirken.

Folglich ist die Feder J zwischen den Wellenteilen 15a₁ und 15a₂ eingesetzt, die relativ zueinander bewegbar sind. Desweiteren ist wie auch in den vorstehend genannten Ausführungsbeispielen vorgesehen ist, die Welle 15a₂ mit dem Schließteil 16 und mit dem entsprechenden Dichtungsring 16b oder vergleichbares zu verbinden. Wenn die Luftströmung auf das Teil 16 und auf die Endscheibe 15a₅ der Welle 15a₂ einwirkt, dann wird die Welle 15a₂ und das entsprechende Schließteil 16 durch den Effekt der Luftströmung gegen die Federkraft der Feder J versetzt, wobei der Schließteil 16 in die andere Extremlage verschoben wird, in welcher der Schließteil 16, dessen Dichtungsring oder vergleichbares 16b den seitlichen Strömungskanal F verschließt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wirkt die Spindel 15a₃ als eine Führung. Folglich ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Spindel nicht mit einem Schraubgewinde ausgebildet.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung 10 für das Ansaugen von Luft mit einem äußeren Rohr 11 und zumindest einem Flügelringrohr 13, das innenseitig mit Bezug zum äußeren Rohr plaziert ist, sowie mit Flügeln 14a₁, 14a₂ . . .; 14a′₁, 14a′₂ . . . innerhalb des Flügelringrohres 13, wobei die Flügel mit der Mittelwelle 15 der Einrichtung an deren Flügelwurzeln und mit dem Flügelringrohr 13, 13′ an deren Enden verbunden sind. Bei der Einrichtung für das Ansaugen von Luft gemäß der Erfindung besteht der Satz an Flügeln aus zumindest zwei Ringen D₁, D₂ und hat folglich ein erstes Flügeringrohr 13 mit darin angeordneten Flügeln sowie ein zweites Flügelringrohr mit darin angeordneten Flügeln.

Desweiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Regelung bzw. Steuerung einer Einrichtung für das Ansaugen von Luft.

Claims (16)

1. Einrichtung (10) für das Ansaugen von Luft mit einem äußeren Rohr (11) und zumindest einem Flügelringrohr (13), das einseitig mit Bezug zum äußeren Rohr angeordnet ist, sowie mit Flügeln (14a₁, 14a₂ . . .; 14a′₁, 14a′₂ . . .) innerhalb des Flügelringrohres (13), welche an einer Mittelwelle (15) der Einrichtung an deren Wurzeln und an dem Ringrohr (13, 13′) an deren Enden befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Konstruktion einer Einrichtung für das Ansaugen von Luft der Satz an Flügeln aus zumindest zwei Ringen (D₁, D₂) besteht und folglich Flügel (14a₁, 14a₂ . . .) zwischen dem ersten Flügelringrohr (13) und der Mittelwelle (15) aufweist, und daß zumindest ein zweiter Flügelring (D₂) vorgesehen ist, welcher die Flügel (14a′₁, 14a′₂ . . .) aufweist, welche zwischen dem Flügelringrohr (13′) und dem Flügelringrohr (13) eingesetzt sind.

2. Einrichtung für das Ansaugen von Luft gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Ring (D₁) eine niedrigere Anzahl an Flügeln hat als der äußere Ring (D₂).

3. Einrichtung für das Ansaugen von Luft gemäß einem oder vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Flügel (14a₁, 14a₂ . . .; 14a′₁, 14a′₂) im gleichen Satz von Flügeln (D₁, D₂) einen gleichen unveränderlichen Radius (R) im Vergleich zueinander haben, wobei der Radius vorzugsweise in dem Bereich von 30 mm < R < 150 mm liegt und daß
der Winkel (α) zwischen der Tangente (t) der Fläche, die an einem bestimmten Punkt (P) der Flügelfläche in der Ebene mit dem Krümmungsradius (R) und der Geraden (v), welche durch den Punkt (P) sowie parallel zu der Mittenachse (X-Achse) der Welle (15) und der Einlaßlufteinrichtung (10) gezogen ist, vorzugsweise in dem Bereich von 10° < α < 60° liegt und daß
der Winkel (α) jedoch bei dem gleichen Flügel im wesentlichen unveränderlich ist, und daß
das Verhältnis der Breite (h) der Fläche des Flügels (14a₁, 14a₂ . . .), welche die Luftströmung führt, zu der Distanz (b) zwischen den Flügeln kleiner als 0,5 über die gesamte Länge des Flügels ist.

4. Einrichtung für das Ansaugen von Luft gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Flügel (14a₁, 14a₂ . . .; 14a′₁, 14a′₂) einen unveränderlichen Krümmungsradius (R) über die gesamte Länge des Flügels hat.

5. Einrichtung für das Ansaugen von Luft nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ansauglufteinrichtung (10) ein äußeres Rohr (11) und ein Flügelringrohr (13) und innerhalb des Ringrohres zumindest einen Satz vom Flügeln (14a₁, 14a₂ . . .) hat, die mit der Mittelwelle (15) verbunden sind, wobei in der Ansauglufteinrichtungskonstruktion ein erster Strömungskanal für eine Strömung (L₁) durch die Flügel (14a₁, 14a₂ . . .; 14a′₁, 14a′₂ . . .) sowie ein zweiter Strömungskanal (F) durch einen ringförmigen Kanal zwischen dem Flügelringrohr (13) und dem äußeren Rohr (11) vorgesehen ist, wobei die Strömung (L₂) durch den seitlichen Strömungskanal (F) mittels eines separaten Schließteils (16) regelbar ist, und daß
die Konstruktion eine Feder (J) aufweist, gegen deren Federkraft das Schließteil (16) bewegbar ist.

6. Einrichtung für das Ansaugen von Luft nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließteil (16) mit der Mittelwelle (15) an dem verschiebbaren Wellenteil (15a₂) der Welle verbunden ist, wobei auf dieses Wellenteil eine Feder (J) aufgesetzt ist, um darauf einzuwirken, während die Feder (J) zwischen dem verschiebbaren Wellenteil (15a₂) und dem stationären Wellenteil (15a₁) der Mittelwelle (15) eingesetzt ist.

7. Einrichtung für das Ansaugen von Luft nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließteil (16) mit einem Antrieb (17) verbunden ist, der das Schließteil (16) bewegt.

8. Ansauglufteinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (17) eine Zylindereinrichtung, vorzugsweise ein Pneumatikzylinder ist.

9. Einrichtung für das Ansaugen von Luft nach einem der vorstehenden Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylindereinrichtung eine Spindel (15a₃) hat, welche mit der Mittelwelle (15) verbunden ist und die mit Bezug auf die Welle (15) in eine stationäre Lage plaziert ist.

10. Einrichtung für das Ansaugen von Luft nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende der Spindel (15a₃) mit einem Kolben (15a₄) verbunden ist, wobei für den Fall, daß ein Druck in dem Druckraum (M) zwischen dem Kolben (15a₄) und dem Zylindergehäuse anliegt, das Zylindergehäuse und der angeschlossene Schließteil (16), vorzugsweise ein Schließring, in Richtung zur vorderen Kante (N) des Flügelringrohres (13) versetzt werden.

11. Einrichtung für das Einlassen von Luft nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 7 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (17), welcher das Schließteil der Ansauglufteinrichtung verschiebt, ein elektrischer Motor ist.

12. Einrichtung für das Ansaugen von Luft nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Feder (J) zwischen dem Antrieb (17) und der Welle (15) eingesetzt ist, wobei das Schließteil (16) in dessen ursprüngliche Position mittels der Federkraft der Feder rückführbar ist, wenn der Regelstrom/-spannung des Antriebs (17) ausgeschaltet wird oder die Druckverbindung zu dem Antrieb geschlossen wird.

13. Einrichtung für das Ansaugen von Luft nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 7 oder 9 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Welle (15) eine Spindel (15a₃) vorgesehen ist, welche mit einem Gewinde (C₂) ausgebildet ist, das mit dem Gewinde (C₁) in dem verschiebbaren Wellenteil (15a₂) in Eingriff ist, wobei das verschiebbare Wellenteil (15a₂) mit dem Schließteil (16) verbunden ist, wobei in dem Fall, daß die Spindel (15a₃) gedreht wird, das Verschließteil (16) verschoben wird, und daß die Spindel (15a₃) mit einer Endscheibe (O) oder ähnlichem ausgebildet ist, wodurch die Spindel (15a₃) durch die Endscheibe (O) drehbar ist und das Ventil von der Vorderseite der Einlaßlufteinrichtung, d. h., von der Seite regelbar ist, an welcher die Strömung von der Einlaßlufteinrichtung ausgestoßen ward.

14. Verfahren zur Regelung einer Ansauglufteinrichtung, wonach Luft dazu gebracht wird, durch nicht drehende Flügel zu strömen, wobei eine Ansauglufteinrichtung in dem Verfahren verwendet wird, die ein äußeres Rohr (11) sowie zumindest ein Flügelringrohr (13, 13′) hat, welches innerhalb mit Bezug zum äußeren Rohr angeordnet ist, wobei Luft dazu gebracht wird, durch den Strömungskanal (F) zwischen dem äußeren Rohr (11) und dem äußeren Flügelringrohr (13) zu strömen, wenn, in die Luftströmungsrichtung gesehen, das verschiebbare Schließteil (16), welches im vorderen Abschnitt des Rohres (13, 13′) plaziert ist, sich in einer Stellung befindet, welche eine Strömung durch den Spalt zwischen dem äußeren Rohr (11) und dem äußeren Flügelringrohr (13) erlaubt, und daß dann, wenn die Strömung in den Strömungskanal blockiert wird, die Luft dazu gebracht wird, in erster Linie gerade nach unten zu strömen, wobei dann, wenn eine Strömung durch den Strömungskanal zugelassen wird, der Luftstrom in die seitliche Richtung über einen größeren Bereich ausgedehnt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Verfahren Luft (Pfeil L₁) dazu gebracht wird, zumindest durch eine Flügelkonstruktion zu strömen, die aus zumindest zwei Ringen (D₁, D₂) besteht.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß solch eine Flügelkonstruktion bestehend aus zumindest zwei Flügelringen verwendet wird, bei der der äußere Ring eine größere Anzahl an Flügeln aufweist als der innere Ring und bei welcher jeder Flügel in jedem Ring einen unveränderlichen Radius (R) über die gesamte Länge des Flügels hat.

16. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließteil (16) automatisch in eine Position für das Schließen des Strömungskanals (F) mittels des Drucks der Luftströmung verschoben wird.