DE19928536A1

DE19928536A1 - Verstellschaufelgebläse

Info

Publication number: DE19928536A1
Application number: DE19928536A
Authority: DE
Inventors: Brian J Bruchal; Murray C Gerwing; Jonathan E Mccallum
Original assignee: Flexxaire Manufacturing Inc
Current assignee: Flexxaire Manufacturing Inc
Priority date: 1998-07-15
Filing date: 1999-06-22
Publication date: 2000-01-20
Anticipated expiration: 2019-06-23
Also published as: GB2341424B; JP2000039000A; GB2341424A; CA2312217C; CA2243151A1; CA2243151C; CA2312217A1; GB9914991D0; US6113351A; DE19928536B4

Abstract

Ein Verstellschaufelgebläse ist vorgesehen, bei dem der Abstand der Schaufeln (14) unter der Kontrolle einer Regeleinrichtung (20) und gemäß der Drehzahl des Gebläses geregelt wird. Die Regeleinrichtung (20) ist so aufgebaut, daß sie bei einer Erhöhung der Drehzahl des Gebläses den Abstand der Schaufeln (14) verringert. Das Verstellschaufelgehäuse weist einen Kolben auf, der sich axial von einer Hauptachse aus erstreckt, wobei um diese Hauptachse eine Gebläseschaufelnabe rotiert. Eine Abstandsverstelleinrichtung ist an einem Zylinder montiert, der wiederum an dem Kolben montiert ist. Die Abstandsverstelleinrichtung wird durch ein Hydraulikfluid betätigt, das durch die Hauptachse zu dem Zylinder zugeführt wird. Der Kolben ist vorzugsweise axial feststehend ausgeführt, mit Bezug zu der Hauptachse. Der Zylinder ist gegen eine Drehbewegung durch zumindest einen Führungsstift gesichert, der in der Hauptachse eingreift. Schmierstoff für die Abstandsverstelleinrichtung wird durch den Führungsstift zugeführt. Ein Führungsstift kann zur Zufuhr des Schmierstoffs vorgesehen sein, während ein zweiter Führungsstift zur Ableitung überschüssigen Schmierstoffs vorgesehen sein kann. Das Kühlen der Abstandsverstelleinrichtung kann durch eine Wärmesenke erreicht werden, die innerhalb der Gebläsenabe montiert ist, wobei vorzugsweise ein Rotor eingesetzt wird, der die Wärme von dem Zylinder weg leitet, an die Luft, die innerhalb der Gebläsenabe rotiert. Gegengewichte sind an der Schaufel ...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verstellschaufelgebläse.

Von der Caterpillar Inc., aus Peoria, Illinois ist ein Gebläse (CAT-Gebläse) mit fest stehenden Schaufeln, variabler Drehzahl und einer Kupplung bekannt. Wenn ein Motor, an dem das Gebläse angebracht ist, hochdreht, fängt die Gebläsekupplung an zu rutschen, wodurch das Gebläse auf einer gewünschten Drehzahl gehalten wird, so daß ein Energieverlust und übermäßiger Lärm verhindert wird.

Es gibt verschiedene Verstellschaufelgebläse, beispielsweise beschrieben in den US-Patenten, Nr. 5,564,899; 5,022,821; und 5,122,034. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, verbesserte Betriebsfunktionen des Verstellschaufelgebläses zu schaffen.

Die Erfindung weist zur Lösung dieser Aufgabe die im Patentanspruch 1, 3, 16, 21 oder 23 angegebenen Merkmale auf. Vorteilhafte Ausgestaltungen hiervon sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.

Flexxaire Manufacturing Inc., der vorliegende Anmelder, stellt ein Verstellschaufelge bläse für Motoren her, die u. a. von Caterpillar Inc. gefertigt werden. Da das Verstell schaufelgebläse von Flexxaire die gleiche Menge an Luftströmung wie das CAT-Gebläse bei niedrigen Drehzahlen liefern muß, erzeugt das Gebläse bei höheren Drehzahlen laute Geräusche, da die Drehzahl des Flexxaire-Gebläses keine Kupp lung aufweist. Die Erfinder haben dieses Problem erkannt und schlagen eine Lösung vor, bei der der Abstand (der Schaufeln) des Verstellschaufelgebläses kontrolliert wird, und zwar basierend auf der Drehzahl. Hierdurch wird der Energieverbrauch re duziert und der erzeugte Lärm verringert. Durch die vorliegende Erfindung kann ein maximaler Luftstrom bei niedriger Drehzahl des Motors erreicht werden, sowie Verlu ste verhindert werden, die ansonsten durch den Einsatz einer Kupplung auftreten würden, und eine verbesserte Kontrolle der Luftströmung wird erreicht.

In Übereinstimmung mit einem Gesichtspunkt nach der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verstellschaufelgebläse vorgesehen, wobei der Abstand der Gebläse schaufeln unter der Kontrolle einer Regeleinrichtung und gemäß der Drehzahl des Gebläses verändert wird. Die Regeleinrichtung ist so eingestellt bzw. programmiert, daß bei einer Erhöhung der Drehzahl des Gebläses der Abstand der Schaufeln des Gebläses verringert wird.

Ein Ziel der Anordnung des Verstellschaufelgebläses ist es, ein Verstellschaufelge bläse zu schaffen, welches ein geringes Gewicht hat, zuverlässig arbeitet, und eine sehr genaue und sehr schnelle Ein- bzw. Verstellung des Abstandes der Schaufeln erlaubt. Gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung, weist das Ver stellschaufelgebläse einen Kolben auf, der sich in axialer Richtung von einer Hauptachse aus erstreckt, wobei um diese Hauptachse eine Gebläseschaufelnabe rotiert. Eine Abstandsverstelleinrichtung ist an einem Zylinder montiert, der wiederum an dem Kolben montiert ist. Die Abstandsverstelleinrichtung wird durch ein Hydraulik fluid betätigt, welches durch die Hauptachse zu dem Zylinder zugeführt wird. Der Kolben ist vorzugsweise axial festgelegt, relativ zu der Hauptachse betrachtet.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt nach der vorliegenden Erfindung ist der Zylin der gegen eine Drehbewegung gesichert, nämlich durch zumindest einen Führungs stift, der in die Hauptachse eingreift.

Nach einem weiteren Gesichtspunkt nach der vorliegenden Erfindung wird Schmier stoff zu der Abstandsverstelleinrichtung durch den Führungsstift zugeführt. Ein Füh rungsstift kann für die Zuführung des Schmierstoffes eingesetzt werden, während ein anderer Führungsstift zur Rückführung des überschüssigen Schmierstoffes einge setzt werden kann.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Merkmal nach der vorliegenden Erfindung kann das Kühlen einer Abstandsverstelleinrichtung durch eine Wärmesenke bewirkt werden, die innerhalb der Gebläsenabe montiert ist, nämlich vorzugsweise in einem Gebläseaufbau, um die Wärme von dem Zylinder weg zu leiten, in die Luft, die inner halb der Gebläsenabe rotiert.

Gemäß einem weiteren technischen Merkmal der vorliegenden Erfindung sind Ge gengewichte an jeder Schaufel des Verstellschaufelgebläses montiert, die vorzugs weise hydraulisch verstellt werden, und zwar in einer Position, an der ein Drehmo ment erzeugt wird, welches entgegen dem Drehmoment wirkt, welches durch die Ge bläseschaufeln erzeugt wird. Die Gegengewichte können Übergewicht, Untergewicht oder Gleichgewicht aufweisen.

Das Verstellschaufelgebläse ist auch derart auszubilden, das eine relative Drehbe wegung zwischen einem Kolben und einem Zylinder verhindert wird, nämlich durch einen Eingriff an den runden Oberflächen.

Die oben erwähnten Merkmale und auch andere Gesichtspunkte nach der vorliegen den Erfindung werden in der folgenden, detaillierten Beschreibung erläutert und in den zugehörigen Patentansprüchen beansprucht.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen nach der vorliegenden Erfin dung beschrieben, und zwar unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, wobei diese Beschreibung rein illustrativ ist und keinesfalls als beschränkend für die vorliegende Erfindung anzusehen ist; gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.

In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Verstellschaufelgebläses mit einer Ab standsverstelleinrichtung und einer Regeleinrichtung, gemäß der vorliegenden Erfin dung;

Fig. 2 ein Flußdiagramm, in dem der Betrieb einer Regeleinrichtung zur Rege lung des Abstandes in Übereinstimmung mit der Drehzahl dargestellt ist;

Fig. 3 eine erste Querschnittansicht durch ein hydraulisch betätigtes Verstell schaufelgebläse, mit einem feststehenden Kolben und mit Zuführungen für Schmier stoff;

Fig. 4 eine zweite Querschnittansicht des Verstellschaufelgebläses nach der Fig. 3, wobei die hydraulischen Zufuhrleitungen dargestellt sind;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht des Verstellschaufelgebläses nach den Fig. 3 und 4;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer Gebläseschaufel mit Gegengewich ten, gemäß einer Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7 eine Querschnittansicht durch eine Gebläseschaufel mit Gegengewich ten, wie es in der Fig. 6 gezeigt ist;

Fig. 8 eine Querschnittansicht durch ein hydraulisch betätigtes Verstellschau felgebläse mit feststehendem Zylinder; und

Fig. 9 eine Querschnittansicht durch ein Verstellschaufelgebläse mit einer sechseckigen Kolbenachse; und

Fig. 9A eine perspektivische Ansicht der sechseckigen Kolbenachse nach der Fig. 9.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 ist dort ein Motor 12 gezeigt, wobei der Motor 12 und ein Verstellschaufelgebläse 10 innerhalb eines Motorraumes eines Kraftfahr zeugs angeordnet sind, welches zum Beispiel ein Schwerlastfahrzeug oder ein Ket tenfahrzeug sein kann. Das Verstellschaufel(kühl)gebläse 10 umfaßt Schaufeln 14 und ist in dem Motorraum untergebracht und an dem Motor 12 angebracht. Die Schaufeln 14 des Kühlgebläses 10 weisen eine Vielzahl von Schaufelpositionen auf, inklusive einer Druckposition (umgedrehte Schaufelanordnung), einer Saugposition (normale Schaufelanordnung) und einer neutralen Position, in der sich die Schaufeln weiter drehen und die Luftströmung blockieren (Luftblockierwirkung). Die Verände rung des Abstandes der Schaufeln 14 kann in kleinen Winkelschritten durch ein Stellglied 16 erfolgen. Eine Regeleinrichtung 20 ist an das Kühlgebläse 10 angekop pelt, nämlich durch eine Verbindungseinrichtung 22 (zum Beispiel ein Kabel), die eine Verbindung zu dem Stellglied 16 herstellt und die dazu dient, die Position der Geblä seschaufeln 14 einzustellen, indem Signale vorgesehen werden, die über die Verbin dung 22 an das Stellglied 16 geleitet werden. Ein herkömmlicher Sensor 24 für die Drehzahl ist an dem Motor vorgesehen, um die Motordrehzahl zu erfassen. Der Sen sor 24 ist mit der Regeleinrichtung 20 durch eine weitere Verbindungseinrichtung, wie etwa ein Kabel 26 verbunden. Die Regeleinrichtung 20 erhält den Strom von einer Batterie 17. Das Stellglied 16 für den Abstand (der Schaufeln) ist über Hydrauliklei tungen 19 mit dem Gebläse 10 verbunden.

Unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm in der Fig. 2 wird die Arbeitsweise der Regeleinrichtung 20 wie folgt beschrieben. Die Notwendigkeit einer Luftströmung wird im Schritt 30 bestimmt, nämlich über verschiedene herkömmliche Sensoren für die Kühlungsanforderungen, wie etwa die Temperatur des Kühlmittels des Motors, die Temperatur der Ansaugluft, die Temperatur des Hydrauliköls, die Temperatur des Getriebeöls, die Temperatur des Bremsenkühlmittels, die Temperatur des Klimaanla genkondensors oder der Druck des Klimaanlagenkondensors oder auch über andere Sensoren, die eine Kühllast anzeigen. Diese Sensoren sind bekannt. Flexxaire Ma nufacturing Ltd. aus Edmonton, Kanada hat zum Beispiel ein Verstellschaufelgebläse mit einer thermostatischen Abstandsregeleinrichtung geschaffen, die den Abstand der Schaufeln des Gebläses in Abhängigkeit der Temperatur des Motors regelt, und zwar seit ca. 1990. Im Gegensatz zu vorherigen Gebläsen, verringert das vorliegende Gebläse auch den Schaufelabstand in Antwort auf eine erfaßte, erhöhte Drehzahl, wie sie vom Sensor 24 für die Drehzahl ermittelt wird. Die Drehzahl wird in dem Schritt 32 erfaßt. Dieser Sensor 24 für die Drehzahl ermittelt die Drehzahl des Mo tors. Ein Drehzahlmesser für das Gebläse ist hierzu jedoch äquivalent, da die Dreh zahl des Motors direkt auch die Drehzahl des Gebläses steuert, da die beiden durch einen Riemen direkt miteinander verbunden sind. Nach dem Feststellen der Anforde rungen an die Kühlung in dem Schritt 30, nämlich durch unterschiedliche herkömmli che Temperatur- und/oder Druckmeßfühler, berechnet die Regeleinrichtung 20 in dem Schritt 34 die gesamte Luftströmung und daraus den erforderlichen Abstand (der Schaufeln), um den Motor bei der aktuellen Drehzahl zu kühlen. Der berechnete Abstand wird dann mit dem tatsächlichen Abstand in dem Schritt 36 verglichen. Falls der Abstand zu klein ist, wird er vergrößert, und falls er zu groß ist, wird er verringert, andernfalls wird er beibehalten. Der Abstand wird in dem Schritt 38 durch Betätigen der Solenoid-Hydraulikventile in dem Abstands-Stellglied 16 vergrößert oder verrin gert. Das Stellglied 16 ist aus herkömmlichen, hydraulisch versorgten Solenoidventi len aufgebaut. Die Solenoidventile werden durch Signale von der Regeleinrichtung 20 gesteuert.

Durch Steuerung des Abstandes, basierend auf der Drehzahl, kann die vorliegende Erfindung den Abstand bei hohen Drehzahlen halten. Hierdurch wird Leistung einge spart und diese Anordnung ist besser als ein Gebläse mit Kupplung, da eine rut schende Kupplung inhärent Energie verschwendet, und ist auch besser, weil infolge der geringeren Luftströmung ein weniger lautes Geräusch auftritt. Eine maximale Luftströmung kann dann bei niedrigeren Motor- und Gebläsedrehzahlen erhalten werden, ohne Verluste durch eine rutschende Kupplung.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 3 bis 5 weist ein Verstellschaufelgebläse 10 eine Hauptachse 42 auf, die eine Achse A hat. An einem Ende der Hauptachse 42 ist ein Mechanismus zum Befestigen des Gebläses 10 an einem Fahrzeug mit einer Schraube 44 vorgesehen, die in eine Vertiefung 46 eingebettet ist. Die Schraube 44 ist in eine Mutter 46 eingeschraubt und wird benutzt, um das Gebläse 10 an einer Wand eines Motorraumes 12 zu befestigen. Ein zylindrisches Gehäuse 50 mit einem Flansch ist drehbar an der Hauptachse 42 mit Lagerungen 52 für die Hauptachse montiert. Eine Riemenscheibennabe 54 ist an dem zylindrischen Gehäuse 50 mit Flansch befestigt, und zwar durch Schrauben 56 oder andere geeignete Mittel. Eine Gebläsenabe 58 ist an dem zylindrischen Gehäuse 50 mit Schrauben 60 oder ähnli chen Mitteln befestigt. Die Gebläsenabe 58, die Riemenscheibennabe 54 und das Gehäuse 50 drehen gemeinsam um die Hauptachse 42. Die Gebläsenabe 58 ist aus einer ringförmigen Platte 62, aus einer ringförmigen Platte 64 und aus einem zylindri schen Gebläseschaufelgehäuse 66 gebildet, welches zwischen den beiden ringför migen Platten 62 und 64 befestigt ist. Eine Anzahl von Gebläseschaufeln 14, zum Beispiel sechs, erstreckt sich radial von der Gebläsenabe 58 aus nach außen. Die Gebläseschaufeln 14 sind so montiert, daß sie um die Gebläseschaufellängsachse drehen können, wobei die Gebläseschaufelachsen 67 in Bohrungen 68 aufgenom men sind, die in der Gebläsenabe 58 ausgebildet sind. Die Gebläseschaufelachsen 67 enden nach innen an axial versetzt angeordneten Verstellstiften 69. Geeignete Dichtungen und Lager werden benutzt, um es den Gebläseschaufeln 14 zu erlauben, sich in den Bohrungen 68 zu drehen und um dadurch den Abstand der Schaufeln 14 untereinander zu verändern bzw. einzustellen.

Ein Kolben 70 erstreckt sich axial (entlang der Achse A) von der Hauptachse 42 aus. In der Ausführungsform, die in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist, ist der Kolben 70 feststehend an der Hauptachse 42 ausgeführt. Ein doppeltwirkender Zylinder 72 ist an dem Kolben 70 montiert. Der Zylinder 72, der in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, ist verschiebbar montiert, um eine relative axiale Bewegung zwischen dem Zylinder und dem Kolben zu ermöglichen. Im gezeigten Beispiel bewegt sich der Zylinder re lativ zu dem Kolben 70. Eine Abstandsverstelleinrichtung 74 ist an dem Zylinder 72 montiert. Die Abstandsverstelleinrichtung 74 wird durch ein Paar von parallelen Plat ten 76 gebildet, die auf Lagerungen 78 für die Abstandsverstelleinrichtung montiert sind. Die Abstandsverstelleinrichtung 74 verbindet den Zylinder 72 und die Gebläse schaufeln 14 miteinander, um die axiale Verlagerung des Zylinders 72 in eine Ab standsänderung der Schaufeln 14 zu übertragen. Unter Bezugnahme auf die Fig. 4 verlaufen dort Hydraulikleitungen 80 durch die Hauptachse 42, ausgehend von einem Zufuhranschluß 82 für die Hydraulik, nämlich zu den beiden Kammern 84 und 86 des doppeltwirkenden Zylinders 72. Der Kolben 70, der Zylinder 72, die Abstandsverstell einrichtung 74, die Lagerungen 78 und die Stifte 69 bilden gemeinsam einen Ab standsverstellmechanismus für die Einstellung des Abstandes der Schaufeln 14.

Im Betrieb wird der Zylinder 72 auf dem Kolben 70 axial nach vorne und nach hinten verschoben, und zwar durch das hydraulische Fluid, welches von dem Abstands-Stell glied (Fig. 1) zugeführt wird. Vorzugsweise dreht dabei weder der Kolben 70 noch der Zylinder 72 mit der Gebläsenabe 58. Die Abstandsverstelleinrichtung 74 dreht mit der Gebläsenabe 58 und übersetzt die Bewegung des Zylinders 72. Wenn die Abstandsverstelleinrichtung 74 durch den Zylinder 72 axial angetrieben wird, wer den die Stifte 69 ebenfalls angetrieben, wodurch die Schaufeln 14 in Drehung ver setzt werden und der Abstand der (Gebläse-) Schaufeln 14 eingestellt wird.

Wie es in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist, ist der Zylinder 72 gegen eine rotatori sche Bewegung durch zumindest einen Führungsstift gesichert, die in der Figur als zwei Stifte 88 dargestellt sind, die von dem Zylinder 72 aus in die Hauptachse 42 ra gen. Unter Bezugnahme auf die Fig. 3 ist dort eine Zuleitung 90 für Schmierstoff in der Hauptachse 42 vorgesehen, wobei sich die Zuleitung 90 von dem Anschluß 82 aus erstreckt, und eine Verbindung zu der Lagerung 78 der Abstandsverstelleinrich tung durch zumindest einen der Führungsstifte 88 herstellt. Eine zweite Zuleitung 92 für Schmierstoff erstreckt sich von der Lagerung 78 der Abstandsverstelleinrichtung durch den anderen der beiden Führungsstifte 88 zu dem Anschluß 94. Ein Anschluß 96 in der Zuleitung 92 ermöglicht es, überschüssigen Schmierstoff von den Lagerun gen 78 abzuleiten, um die Lager 52 der Hauptachse zu schmieren.

Eine Wärmesenke in Form von rotorförmigen Luftablenkblechen 98 aus Aluminium ist innerhalb der Gebläsenabe 58 an dem Zylinder 72 montiert, um die Wärme von dem Zylinder 72 weg zu leiten, hinein in die Luft, die sich innerhalb der Gebläsenabe dreht.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 6 und 7 sind dort Gegengewichte 100 dargestellt, die an jeder Schaufel 14 montiert sind, und zwar an einer Position, in der ein Drehmoment erzeugt wird, welches dem Drehmoment entgegengesetzt wirkt, wel ches durch die Schaufeln 14 erzeugt wird. Jede Schaufel 14 hat eine Sehne bzw. ein Profil B und die Gegengewichte 100 sind senkrecht zu dem Profil B an einer der bei den Seiten der Schaufel 14 montiert. Das Gewicht der Gegengewichte 100 kann entweder untergewichtet, übergewichtet oder ausgeglichen, d. h. gleichgewichtet zu den Schaufeln 14 sein. Infolge der Form einer Schaufel 14, erzeugt die Zentrifugal kraft, die durch die Drehung der Gebläsenabe 58 erzeugt wird, ein Drehmoment an der Gebläseschaufel 14, welches dazu neigt, die Gebläseschaufel 14 in einen neu tralen Abstand zu zwingen. Diese Kraft erhöht sich mit dem Quadrat der Drehzahl und ist von der Gestalt und der Masse der Schaufel abhängig, nämlich entsprechend bekannter Prinzipien, zum Beispiel bei der Herstellung von Propellerblättern für Luft fahrzeuge. Durch Veränderung der Größe und der Anordnung der Gegengewichte können die Gewichte untergewichtet, ausgewuchtet oder übergewichtet ausgeführt werden, je nachdem, ob das durch die Gegengewichte erzeugte Drehmoment klei ner, gleich oder größer ist als das Drehmoment, welches durch die Schaufeln erzeugt wird. Im untergewichteten Zustand verbleibt eine Drehmoment, welches die Schau feln in den neutralen Abstand zurückführt und im übergewichteten Zustand verbleibt ein Drehmoment, welches die Schaufeln zum maximalen Abstand führt.

In dem untergewichteten Zustand reduzieren die Gegen- oder Ausgleichsgewichte die erforderliche Kraft zum Halten der Schaufeln im maximalen Abstand zueinander, jedoch bleiben hierbei die Gewichte unterhalb des Gleichgewichtspunktes, so daß die Schaufeln zum neutralen Abstand tendieren. Dieses Verhalten ist für einen offenen Regelkreis nützlich. Ohne Sensoren ist der neutrale Abstand nicht einnehmbar, wenn die Schaufeln ausgewuchtet oder übergewichtet sind. Durch untergewichtete Ausfüh rung der Schaufeln kann der neutrale Abstand einfach erreicht werden, indem die Regelung für die Positionierung ausgeschaltet wird und die Schaufeln sich dann frei drehen können. In einem hydraulischen System wird dies dadurch erreicht, daß ganz einfach der Druck auf beiden Seiten des Kolbens gleich hoch gehalten wird. Ein einfaches Regelsystem kann dann den maximalen Abstand in jeder Richtung errei chen, in Abhängigkeit von der Seite des Kolbens, an der das Fluid unter hohem Druck zugeführt wird, und der neutrale Abstand kann durch Ausgleich des Druckes auf beiden Seiten des Kolbens erreicht werden, d. h. durch einfaches Ventil aufma chen.

In dem ausgewuchteten Zustand kann die Kraft, die erforderlich ist, um die Schaufeln in jedem beliebigen Abstand zu halten, effektiv auf nahezu Null gebracht werden. Ausgewuchtete Schaufeln erfordern die kleinsten Abstandseinstellkräfte und damit kleinere Bauteile, und für den Fall eines hydraulischen Systems, niedrigere Betriebs drücke.

In dem übergewichteten Zustand werden die Schaufeln in den maximalen Abstand geführt. Dieses Verhalten ist insoweit vorteilhaft, als daß dann das Gebläse zum ma ximalen Abstand tendiert, falls der Verstellmechanismus ausfällt. Im Falle des hy draulischen Gebläses, falls ein Leck auftritt oder der Hydraulikdruck abfällt, tendiert das Gebläse zu dem maximalen Abstand zwischen den Schaufeln, so daß eine mög liche Überhitzung verhindert werden kann.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 8 ist dort eine Ausführungsform dargestellt, bei der der Kolben 112 axial verschiebbar innerhalb einer Bohrung ausgeführt ist, die in der Hauptachse 114 ausgebildet ist. Ein stationärer Zylinder 116 ist an der Hauptachse 114 fixiert. Bei dieser Ausführungsform ist die Abstandsverstelleinrichtung 118 an dem Kolben angebracht und ist durch Stifte 120 stabilisiert, die sich von der Ab standsverstelleinrichtung 118 zu dem Zylinder 116 erstrecken. In diesem Fall ist das zylindrische Gehäuse, an dem die Riemenscheibennabe 54 und die Gebläsenabe 66 angebracht sind, aus zwei Teilen 122 und 124 aufgebaut. Darüber hinaus wird das hydraulische Fluid durch den Kanal 126 von dem Abstandsstellglied 16 zugeführt, um den Kolben 16 in der Figur nach rechts zu bewegen, und wird durch den Kanal 128 zugeführt, um den Kolben nach links in der Figur zu verlagern. Schmierstoff kann zu den Lagern 134 der Abstandsverstelleinrichtung durch den Kanal 132 zugeführt wer den, der entlang der Achse des Kolbens 112 verläuft. Schmierstoff und hydraulisches Fluid kann durch einen Anschluß 130 zu den jeweiligen Kanälen zugeführt werden. Die anderen Bauteile nach der Ausführungsform nach der Fig. 8 arbeiten in der gleichen Art und Weise wie die Bauteile nach der Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4.

Eine zweite Art und Weise der Befestigung bzw. Sicherung des Zylinders und des Kolbens gegen eine relative Drehung ist in den Fig. 9 und 9A dargestellt. In den Fig. 9 und 9A weisen die Gebläsenabe 58, die Gebläseschaufeln 14 und die Ab standsverstelleinrichtung 118 den gleichen Aufbau auf wie das Gebläse in der Fig. 8, sowie auch in Verbindung damit die gleiche Riemenscheibennabe 54 nach der Fig. 8 benutzt wird. In dem Beispiel nach den Fig. 9 und 9A wird die Kolbenach se 140 axial verlagerbar in einer Bohrung gehalten, die in der Hauptachse 142 aus gebildet ist. Die Kolbenachse 140 besteht aus drei Hauptabschnitten: dem sechsec kigen Achsabschnitt 140a, einer Verlängerung 140b, und dem Kolben 140c, die alle axial zueinander ausgerichtet sind. Die Abstandsverstelleinrichtungsverbindung 138 und der sechseckige Achsabschnitt 140a sind durch eine Schraube 141 aneinander befestigt. Der sechseckige Achsabschnitt 140a und die Verlängerung 140b sind mit einander verschraubt. Der Kolben 140c, der eine Abdichtung gegen die Innenfläche der Hauptachse 142 schafft, ist an der Verlängerung 140b durch eine Schraube 147 gehalten. Die Bohrung 142 ist jeweils durch Endstücke 143 und 145 verschlossen. Hydraulisches Fluid wird auf beide Seiten des Kolbens 140c durch die Anschlüsse in der Hauptachse 142 von dem Stellglied 16, welches in der Fig. 1 gezeigt ist, zuge führt.

Die Hauptachse 142 dient als stationärer Zylinder. Das Gehäuse 144 ist auf Lagern 146 montiert, um rund um die Hauptachse 142 drehen zu können. Die Hauptachse 142 ist an dem Motor eines Kraftfahrzeuges montiert, und das Gehäuse 144 rotiert um die Hauptachse 142. Wie es in der Fig. 8 gezeigt ist, ist die Abstandsverstellein richtung 118 an der Kolbenachse 140 durch den Abstandsverstelleinrichtungsverbin der 138 angebracht. Es ist wünschenswert, daß die relative Drehbewegung zwischen der Gebläsenabe 58 und dem Kolben 140 an den Lagern 148 in der Abstandsver stelleinrichtung 118 auftritt, und daß dadurch der Kolben 140 relativ zu der Hauptachse 142 stationär bleibt. Um dieses zu erreichen, weist der sechseckige Achsabschnitt 140a der Kolbenachse 140 eine nicht-runde Außenoberfläche 150 auf, die im gezeigten Beispiel im Querschnitt sechseckig ist, und die innerhalb eine kom plementären, nicht-runden Bohrung 152 in der Hauptachse aufgenommen ist und dort einen Eingriff herstellt. Die nicht-runde Bohrung 152 kann auch eine zylindrische Bohrung sein, die Anschläge aufweist, die gegen die Erhöhungen der sechseckigen Oberfläche 150 anliegen. Andere Formen der nicht-runden Oberfläche 150 können ebenfalls eingesetzt werden. Eine sechseckige Form der Oberfläche ist einfach her zustellen.

Die nicht-runde Oberfläche 150 erzeugt eine stopverhindernde relative Drehbewe gung zwischen der Kolbenachse 140 und der Hauptachse 142. Die relative Drehbe wegung kann auch auf diese Art und Weise zwischen einem sich bewegenden Zylin der und einem stationären Kolben angehalten werden.

Ein Schmiersystem für diese Gebläseanordnung ist ebenfalls vorgesehen. Eine Öl zirkulationsschaufel 160 ist an dem Abstandsverstelleinrichtungsverbinder 140a be festigt, und hat einen innenliegenden Durchtritt 162, der eine Verbindung mit einem Kanal 164 herstellt, der durch den sechseckigen Achsenabschnitt 140b, die Verlän gerung 140c und die Hauptachse 142 zu den Lagern 146 verläuft. Wenn die Geblä senabe 58 rotiert, so bildet Öl in dem Hohlraum 166 ein Reservoir an dem Außen umfang des Hohlraums 166, welches mit der Gebläsenabe 58 rotiert. Die Schaufel 160 erstreckt sich in das Reservoir hinein und das Öl fließt entlang des Durchtritts 162 zu den Lagern 146.

Ein Fachmann kann Modifikationen an der vorliegenden Erfindung ausführen, ohne sich dabei vom Kern der vorliegenden Erfindung zu entfernen. Hinsichtlich vorste hend im einzelnen nicht näher erläuterter Merkmale der Erfindung wird in übrigen ausdrücklich auf die Patentansprüche und die Zeichnungen verwiesen.

Claims

1. Verstellschaufelgebläse mit:

- einer Nabe (58), die auf einer Hauptachse (42) montiert ist;
- einer Mehrzahl von Gebläseschaufeln (14), die an der Nabe (58) montiert sind;
- einem Abstandsstellglied (16) und mit einer Abstandsverstelleinrichtung (74), die mit den Gebläseschaufeln (14) in Wirkverbindung stehen;
- einem Gebläsedrehzahlsensor (24), der eine erste Verbindungseinrichtung (26) aufweist;
- einer Regeleinrichtung (20), die mit dem Gebläsedrehzahlsensor (24) durch die erste Verbindungseinrichtung (26) verbunden ist und die durch eine zweite Verbindungseinrichtung (22) mit dem Abstandsstellglied (16) in Wirkverbin dung steht; und
- wobei die Regeleinrichtung (20) auf die Signale von dem Gebläsedrehzahl sensor (24) reagiert und das Abstandsstellglied (16) und die Abstandsverstell einrichtung (74) regelt.

2. Verstellschaufelgebläse nach Anspruch 1, wobei die Regeleinrichtung (20) so programmiert ist, daß sie bei einer Erhöhung der Gebläsedrehzahl den Abstand der Gebläseschaufeln (14) verringert.

3. Verstellschaufelgebläse mit:

- einer Hauptachse (42), die eine Achse aufweist;
- einer Riemenscheibennabe (54) und einer Gebläsenabe (58), die gemeinsam auf der Hauptachse (42) montiert sind und dort rotieren;
- einer Mehrzahl von Gebläseschaufeln (14), die mit einem einstellbaren Ab stand auf der Gebläsenabe (58) montiert sind;
- einem Kolben (70), der sich von der Hauptachse (42) aus axial erstreckt;
- einem Zylinder (72), der auf dem Kolben (70) montiert ist, wobei eine axiale Bewegung zwischen Kolben (70) und Zylinder (72) möglich ist;
- einer Abstandsverstelleinrichtung (74), die entweder an dem Zylinder (72) oder an dem Kolben (70) montiert ist, wobei die Abstandsverstelleinrichtung (74) dann auch den Zylinder (72) oder den Kolben (70) mit den Gebläseschaufeln (14) verbindet, um die axiale Bewegung zwischen Kolben (70) und Zylinder (72) in eine Abstandsänderung der Gebläseschaufeln (14) umzuwandeln; und
- Zufuhrleitungen (90) für die Hydraulik, die durch die Hauptachse (42) verlau fen, um hydraulisches Fluid dem Zylinder (72) zuzuführen.

4. Verstellschaufelgebläse nach Anspruch 3, wobei der Kolben (70) axial stationär ist, bezogen auf die Hauptachse (42).

5. Verstellschaufelgebläse nach Anspruch 4, wobei der Zylinder (72) gegen eine Drehbewegung durch zumindest einen Führungsstift (88) gesichert ist, der in die Hauptachse (42) eingreift.

6. Verstellschaufelgebläse nach Anspruch 5, wobei

- die Abstandsverstelleinrichtung (74) auf Lagern (78) an dem Zylinder (72) be festigt ist;
- eine Zuleitung für Schmierstoff an der Hauptachse (42) vorgesehen ist; und
- die Zuleitung für Schmierstoff die Lager (78) für die Abstandsverstelleinrich tung (74) über zumindest einen der Führungsstifte (88) verbindet.

7. Verstellschaufelgebläse nach Anspruch 6, wobei zumindest zwei Führungsstifte (88) vorgesehen sind, und wobei der Schmierstoff für die Lager (78) der Ab standsverstelleinrichtung (74) über den einen Führungsstift (88) zugeführt und überschüssiger Schmierstoff über den anderen Führungsstift abgeleitet wird.

8. Verstellschaufelgebläse nach Anspruch 7, wobei die Gebläsenabe (58) drehbar auf Lagern (52) an der Hauptachse (42) montiert ist und die Ableitung für über schüssigen Schmierstoff mit den Lagern (52) an der Hauptachse (42) in Verbin dung steht, um den überschüssigen Schmierstoff von den Lagern (78) der Ab standsverstelleinrichtung (74) zu den Lagern (52) an der Hauptachse (42) zuzu führen.

9. Verstellschaufelgebläse nach Anspruch 3, weiterhin mit

- einer Abstandsverstelleinrichtung (74), die an Lagern (78) auf dem Zylinder (72) montiert ist; und
- einer Wärmesenke, die innerhalb der Gebläsenabe (58) montiert ist, um die Wärme-von dem Zylinder (72) weg zu leiten, an die Luft, die innerhalb der Ge bläsenabe (58) rotiert.

10. Verstellschaufelgebläse nach Anspruch 7, wobei die Wärmesenke einen Rotor aufweist, der an dem Zylinder (72) montiert ist.

11. Verstellschaufelgebläse nach Anspruch 3, weiterhin mit

- Gegengewichten (100), die an jeder Gebläseschaufel (14) angebracht sind, und zwar an einer Position, wo ein Drehmoment erzeugt wird, welches dem Drehmoment entgegengesetzt wirkt, welches von den Gebläseschaufeln (14) selbst erzeugt wird.

12. Verstellschaufelgebläse nach Anspruch 11, wobei jede Gebläseschaufel (14) ein Profil (B) aufweist, und wobei die Gegengewichte (100) senkrecht zu dem Profil (B) verlaufend, angeordnet sind.

13. Verstellschaufelgebläse nach Anspruch 11, wobei die Gegengewichte (100) die Schaufeln (14) untergewichtet machen.

14. Verstellschaufelgebläse nach Anspruch 11, wobei die Gegengewichte (100) die Schaufeln (14) ausgewuchtet machen.

15. Verstellschaufelgebläse nach Anspruch 11, wobei die Gegengewichte (100) die Schaufeln (14) übergewichtet machen.

16. Verstellschaufelgebläse mit

- einer Hauptachse (42), die eine Achse aufweist;
- einer Riemenscheibennabe (54) und einer Gebläsenabe (58), die gemeinsam auf der Hauptachse (42) montiert sind und dort rotieren;
- einer Mehrzahl von Gebläseschaufeln (14), die mit einem einstellbaren Ab stand auf der Gebläsenabe (58) montiert sind;
- einer Abstandsverstelleinrichtung (74), die an der Hauptachse (42) montiert ist und die mit den Gebläseschaufeln (14) verbunden ist, um die Abstandsände rung der Gebläseschaufeln (14) zu bewirken; und
- Gegengewichten (100), die an jeder Gebläseschaufel (14) angebracht sind, und zwar an einer Position, wo ein Drehmoment erzeugt wird, welches dem Drehmoment entgegengesetzt wirkt, welches von den Gebläseschaufeln (14) selbst erzeugt wird.

17. Verstellschaufelgebläse nach Anspruch 16, wobei jede Gebläseschaufel (14) ein Profil (B) aufweist, und wobei die Gegengewichte (100) senkrecht zu dem Profil (B) verlaufend, angeordnet sind.

18. Verstellschaufelgebläse nach Anspruch 16, wobei die Gegengewichte (100) die Schaufeln (14) untergewichtet machen.

19. Verstellschaufelgebläse nach Anspruch 16, wobei die Gegengewichte (100) die Schaufeln (14) ausgewuchtet machen.

20. Verstellschaufelgebläse nach Anspruch 16, wobei die Gegengewichte (100) die Schaufeln (14) übergewichtet machen.

21. Verstellschaufelgebläse mit

- einer Hauptachse (42), die eine Achse aufweist;
- einer Riemenscheibennabe (54) und einer Gebläsenabe (58), die gemeinsam auf der Hauptachse (42) montiert sind und dort rotieren;
- einer Mehrzahl von Gebläseschaufeln (14), die mit einem einstellbaren Ab stand auf der Gebläsenabe (58) montiert sind;
- einer Abstandsverstelleinrichtung (74), die an der Hauptachse (42) montiert ist und die mit den Gebläseschaufeln (14) verbunden ist, um die Abstandsände rung der Gebläseschaufeln (14) zu bewirken, wobei die Abstandsverstellein richtung (74) Lager (78) für die Abstandsverstellung aufweist; und
- einer Wärmesenke, die innerhalb der Gebläsenabe (58) montiert ist, um die Wärme von der Abstandsverstelleinrichtung (74) weg zu leiten, an die Luft, die innerhalb der Gebläsenabe (58) rotiert.

22. Verstellschaufelgebläse nach Anspruch 21, wobei die Wärmesenke einen Rotor aufweist, der an der Abstandsverstelleinrichtung (74) montiert ist.

23. Verstellschaufelgebläse mit

- einer Hauptachse (114), die eine Achse aufweist;
- einer Riemenscheibennabe, einem Gehäuse und einer Gebläsenabe, die ge meinsam auf der Hauptachse (114 montiert sind und dort rotieren;
- einer Mehrzahl von Gebläseschaufeln (14), die mit einem einstellbaren Ab stand auf der Gebläsenabe montiert sind;
- wobei entweder eine Kolbenachse oder ein Zylinder sich axial von der Hauptachse (114) aus erstreckt, wobei ein Abschnitt der Hauptachse (114) den anderen Teil, d. h. entweder Kolbenachse oder Zylinder ausbildet;
- einer Abstandsverstelleinrichtung (118), die entweder an dem Kolben oder an dem Zylinder montiert ist, wobei die Abstandsverstelleinrichtung (118) diesen Kolben oder den Zylinder mit den Gebläseschaufeln (14) verbindet, um die axiale Bewegung des Zylinders oder des Kolbens in eine Abstandsänderung der Gebläseschaufeln (14) umzuwandeln; und
- einer Anschlageinrichtung, die die relative Drehbewegung zwischen dem Kol ben und dem Zylinder verhindert.

24. Verstellschaufelgebläse nach Anspruch 23, wobei die Anschlageinrichtung durch eine nicht-runde Außenoberfläche (150) der Kolbenachse ausgebildet ist.

25. Verstellschaufelgebläse nach Anspruch 24, wobei die Hauptachse eine Bohrung aufweist, die den Zylinder festlegt, und wobei die nicht-runde Außenoberfläche (150) der Kolbenachse von einer nicht-runden Fläche an der Hauptachse aufge nommen wird.

26. Verstellschaufelgebläse nach Anspruch 25, wobei das Gehäuse für eine Drehbe wegung an der Hauptachse auf Lagern montiert ist, und wobei der Schmierstoff durch eine Zuleitung durch die Kolbenachse zu den Lagern zugeführt wird.