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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Volumenstromregler, insbesondere für klima- und lüftungstechnische Anlagen, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Derartige Volumenstromregler sind in vielfältigen Ausführungen bereits bekannt geworden.
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Aus der Praxis sind selbsttätige Volumenstromregler bekannt. Die Regelklappe wird unter Einwirkung des die Regelklappe anströmenden Mediums gegen eine Rückstellkraft aus einer Offenstellung in eine Schließstellung verschwenkt und bei sich verringerndem
Volumenstrom des strömenden Mediums durch die Rückstellkraft wieder in die Offenstellung zurückgeschwenkt. Derartige Volumenstromregler arbeiten mechanisch selbsttätig, weil das strömungsbedingte Regelklappendrehmoment durch die Rückstellkraft, die üblicherweise durch eine Feder erzeugt wird, kompensiert wird. Bei Änderung der Strömungsverhältnisse ändert sich auch die Schwenkstellung der Regelklappe, so dass so der Volumenstrom selbsttätig in dem Strömungskanal geregelt wird. Es sind aber auch Volumenstromregler mit Stelltrieben bekannt.
Nachteilig bei bekannten Volumenstromreglern ist, dass bei geringen Klappenschließwinkeln von etwa 15° nur eine geringe Drosselung erzielt werden kann, jedoch bei zunehmenden Klappenschließwinkeln die Drosselwirkung stark ansteigt.
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Aus der
EP 2 154 439 B1 ist ein Volumenstromregler mit einer im Inneren eines Kanalwandung aufweisenden Kanals auf einer quer zur Strömungsrichtung angeordneten Welle schwenkbar gelagerten Regel und/ oder Drosselklappe bekannt geworden. Der Volumenstromregler weist zumindest eine den Strömungsquerschnitt um einen Teilbereich verringernde Strömungsbarriere auf. Die Welle ist im Bereich des reduzierten Strömungsquerschnittes angeordnet, wobei der Volumenstromregler eine Messeinrichtung zur Erfassung von Differenzdrücken des in dem Strömungskanal strömenden Mediums mit zumindest zwei in Strömungsrichtung im Abstand hintereinander angeordneten Entnahmeöffnungen aufweist. Dazu ist in dem Strömungsquerschnitt um einen Teilbereich eine verringernde Strömungsbarriere zwischen den Entnahmeöffnungen angeordnet.
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Nach der
DE 199 29 133 C2 ist eine Vorrichtung zum Bestimmen der Größe eines Volumenstroms eines Fluids bekannt. Dabei weist die Vorrichtung einen Kanal mit einer Kanalwandung, eine erste Druckentnahmestelle mit einer oder mehreren ersten Druckentnahmeöffnungen, eine zweite Druckentnahmestelle mit einer oder mehreren zweiten Druckentnahmeöffnungen und eine innerhalb der Kanalwandung angeordnete Drosselklappe zum Verändern der vom Fluid durchströmbaren Querschnittsfläche des Kanals auf. Ferner ist die Drosselklappe an einem ersten Abschnitt schwenkbar gelagert und weist einen in Bezug auf die Kanalwandung unbeweglich fixierbaren zweiten Abschnitt auf. Der erste Abschnitt ist auf einer Welle um eine Drehachse drehbar gelagert, wobei die Welle in einer Ebene liegt, die im Wesentlichen senkrecht zur Strömungsrichtung des Fluids verläuft. Ein zweiter Abschnitt liegt außerhalb der Ebene.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, mit wenig Bauraum und Bauteilen auskommend eine Lösung zu schaffen, mit einem gattungsgemäßen Volumenstromregler bei geringem Druck einen hohen Strömungsdurchlauf eines Mediums zu gewährleisten, dessen Drosselwirkung bei einem gleichmäßig steigendem Klappenschließwinkel zunimmt und ab einem definierten Druck einen konstanten Volumenstrom zulässt und damit alle voran beschriebenen Nachteile beseitigt.
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Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit den Mitteln des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1.
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Die Anordnung bewirkt, dass der erfindungsgemäße Volumenstromregler mit Durchtritt des Volumenstroms eines Mediums durch eine Strömungsbarriere oder Blende auf der Rückseite ein Wirbel entstehen, die die Durchlassöffnung aerodynamisch weiter reduzieren. Mit zunehmendem Druck wird die Durchströmungsöffnung durch die Wirbel immer kleiner. Das Volumen des durchströmenden Mediums bleibt so auch bei wechselndem Drücken konstant. Die Strömungsbarriere oder Blende ist somit ab einem bestimmten Druck selbstregelnd, ohne mechanische Zusatzbauteile. Somit erfüllt der Volumenstromregler den Vorteil eines kleinen Bauraums mit wenig Bauteilen. Mit minimalem Bauraum, möglichst wenig Bauteilen und damit kostengünstig, sorgt der erfindungsgemäße Volumenstromregler in beliebigen Querschnitten für eine Limitierung des Luftvolumenstromes in Abhängigkeit vom Druck in dem Luftkanal. Die vorteilhafte Ausführung ermöglicht eine Optimierung für Drücke kleiner 40-100 Pascal. Zur Verwirklichung der voranstehenden Vorteile und die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen, weist der Volumenstromregler einen Kanal zur Führung der Strömungsrichtung eines Mediums mit einem Volumenstrom auf, wobei im Inneren des Kanals an einer Kanalwandung ein umlaufend fixierter Steg ausgebildet ist. Außerdem ist am Steg quer zur Strömungsrichtung des Mediums eine Strömungsbarriere gelagert, die als Blende ausgebildet an dem Steg anliegt. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass die Strömungsbarriere mindestens zwei Öffnungen ausbildet, von denen die erste Öffnung ein auf der Strömungsbarriere angeordneter Ausschnitt ist, der den Strömungsquerschnitt des Kanals um einen Teilbereich reduziert, so dass das Medium die erste Öffnung kontinuierlich durchströmt. Zudem weist die zweite Öffnung ein bewegliches Element zum automatischen Öffnen und Schließen auf, durch die das Medium zusätzlich variabel durchströmt. Die zweite Öffnung öffnet und schließt in Abhängigkeit des Drucks des Mediums. Bei geringem Druck des Mediums, ist das bewegliche Element geöffnet. Mit steigendem Druck bewegt sich das bewegliche Element und verkleinert kontinuierlich die Öffnung bis hin zum kompletten Verschließen, so dass ein Durchfluss des Mediums nur noch durch die erste Öffnung ermöglicht wird. Das bewegliche Element kann eine den Lüftungsweg des Mediums durch den Kanal freigebende Grundstellung einnehmen und weitere den Lüftungsweg einnehmende Stellungen positionieren. Alle Stellungen des beweglichen Elementes werden in Abhängigkeit des Drucks des durchströmenden Mediums gesetzt.
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Der Gehäuse bildende umgebende Körper des Volumenstromreglers, wird von dem Kanal geformt, der einen dichten umschlossenen Raum ausbildet, in dem die Strömungsbarriere angeordnet ist. Der Kanal ist vorzugsweise kreisrund geformt, wonach sich die Strömungsbarriere umfänglich anpasst. Andere Formen beispielsweise als Rechteck, Quadrat oder Vieleck sind ebenfalls denkbar.
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Kennzeichnend dabei ist, dass eine erste Ausführungsvariante der Strömungsbarriere oder Blende in dem Kanal bildendenden Strömungskammer für das Medium am Steg anliegend fixiert einen zweiten Ausschnitt ausbildet. Der Ausschnitt wird dabei von einer Drosselklappe verschließend in einer Verschlusslage überlagert, oder der Ausschnitt befindet sich in einer der Drosselklappe stufenlos verstellbaren geöffneten Öffnungslage für einen Durchfluss des Mediums, so dass durch den ersten Ausschnitt und je nach Druck des Mediums auch durch den zweiten Ausschnitt das Medium strömen kann. Die Drosselklappe ist dazu um eine Achse schwenkbar lagernd aufgenommen und bildet das bewegliche Element, welches in schwenkgeöffneter Position das Medium in dieser Ausführung den Luftstrom in einem Abstand von dem Ausschnitt die zweite Öffnung freigibt und die Luftströme des Mediums automatisch reguliert.
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In einer zweiten vorteilhaften Ausführungsvariante der Strömungsbarriere oder Blende im Kanal, ist um eine quer zur Längsrichtung des Kanals angeordnete Achse schwenkbar das bewegliche Element ausbildet, welches in schwenkgeöffneter Position in einem Abstand von dem Steg die zweite Öffnung freigibt und die Luftströme automatisch reguliert.
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Für eine optimale Auslegung der Richtung und gleichzeitigem Erhalt eines gleichmäßigen Volumenstroms des Mediums, erstreckt sich die Achse der kippbaren Drosselklappe und die kippbare Strömungsbarriere selbst quer zur Längsrichtung in dem führenden Kanal innerhalb der Kanalwandung. Dazu weisen die Drosselklappe und die Strömungsbarriere vorzugsweise außenseitig Kippgelenke auf. Die Kippgelenke der ersten Ausführungsvariante der Strömungsbarriere für die Drosselklappe weisen dazu Bohrungen auf, welche mit an der Strömungsbarriere befestigten Tragzapfen führend und kippbar gelagert sind. Die Kippgelenke der zweiten Ausführungsvariante der Strömungsbarriere, bestehen aus an der Strömungsbarriere angeordneten runden Lagerstiften, welche in Aufhängungen am Steg frei kippend aufgenommen sind. Die Kippgelenke bilden die Kippachse der beweglichen Elemente und können in den beschriebenen Ausführungsvarianten variieren.
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Die beweglichen Elemente lassen sich zwischen einer geöffneten Grundposition und einer Verschlussposition frei bewegen. Gewichte an den beweglichen Elementen ermöglichen kostengünstig und einfach, dass die beweglichen Elemente bei wenig Druck des Mediums durch Schwerkraft die geöffnete Grundposition einnehmen können. Zweck erfüllend und besonders vorteilhaft erweist es sich, dass die Gewichte in der ersten Ausführungsvariante unterschiedlich schwer sind. Das Öffnen und Schließen der Drosselklappen erfolgt aufgrund der unterschiedlichen Gewichtung der Gewichte in Abhängigkeit des Drucks auf den Volumenstromregler in einem zeitlichen Abstand, so dass sich nach dem Durchqueren der Strömungsbarriere eine gleichmäßige Druckverteilung des strömenden Mediums durch den Kanal ergibt.
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Ebenfalls können neben den Gewichten auch Federelemente mit den beweglichen Elementen zur automatischen Einstellung in die geöffnete Grundposition eingesetzt werden. Die Federelemente können mit den beweglichen Elementen als einteilige Bauweise gefertigt werden, oder sind als separate Bauteile auszubilden.
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In der ersten Ausführungsvariante verhält sich der erste Ausschnitt mit der Strömungsbarriere unbeweglich konstant in seiner Position zum Kanal, wobei sich in der zweiten Ausführungsvariante der erste Ausschnitt zusammen mit der Strömungsbarriere je nach Strömungsverhältnis des Mediums um die kippbare Achse der Strömungsbarriere mit verschwenkt und sich zum Kanal in seiner Position entsprechend verändert.
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Nach der ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verändert sich der Querschnitt der zweiten Öffnung in Abhängigkeit des Drucks des strömenden Mediums. Erhöht sich der Druck des Mediums, nähert sich die Drosselklappe der Strömungsbarriere, bis die Drosselklappe schließlich zur Anlage kommt und die zweite Öffnung verschließt. Bei der zweiten vorteilhaften Ausführungsform nähert sich die Strömungsbarriere mit zunehmendem Druck dem am Kanal angeordneten Steg, bis schließlich eine anliegende Position der Strömungsbarriere zum Steg zusätzlich aufweisenden Stegen erreicht ist und die zweite Öffnung verschließt.
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Die Strömungsbarriere wird vorzugsweise aus dem gleichen Material gefertigt wie der Kanal des Volumenstromreglers. Alternativ sind andere Werkstoffe zur Fertigung der Strömungsbarriere oder des Kanals möglich. Ein bevorzugter Werkstoff für die Strömungsbarriere und den Kanal ist ein Kunststoffmaterial.
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Einfach gefertigt und kostengünstig ist der Steg als Ring ausgebildet und im Kanal zur Kanalwandung nach innen abgesetzt. Ein gegenüber der Kanalwandung reduzierter Querschnitt mit einer Innenwand des Stegs bildet jeweils gegenüberliegend Seitenflächen aus, an die sich die Strömungsbarriere für eine Endlageposition anlegt.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung für eine einfache Montage der ersten und zweiten Ausführungsvariante der Strömungsbarriere bietet sich dadurch, dass ein Flansch den Innenquerschnitt des Stegs bis in eine anliegende Position durchläuft. Der Flansch der ersten Ausführungsvariante weist zusätzlich ein Bund auf, der beim Durchlaufen des Stegs mit einem der Seitenflächen des Stegs eine kraftschlüssige oder formschlüssige Verbindung eingeht. Der zwischen der Strömungsbarriere und dem Steg angeordnete Flansch, bietet der Strömungsbarriere einen verbesserten Sitz durch eine größere Auflagefläche zwischen Bund und Seitenfläche. Der Flansch durchquert den Steg bis zum Bund des Flansches und erreicht einen festen Sitz zwischen dem Flansch und dem Kanal.
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Für einen stabilen Halt und eine lange Lebensdauer des Volumenstromreglers, ist die Strömungsbarriere an den Bund des Flansches anliegend mittels Befestigungsschrauben kraftschlüssig verbunden.
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Besonders vorteilhaft ist außerdem, dass der Volumenstromregler ohne weiteren Montageaufwand oder Bearbeitung in einer Wand eines Gebäudes für ein Strömungsverlauf von einer Außenwand zur Innenwand in einen Raum direkt oder in koppelnder Verbindung mit weiteren Lüftungsvorrichtungen Verwendung findet.
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Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen. Es zeigen:
- 1 der Volumenstromregler in perspektivischer Darstellung bei ausgeschnittenem Kanal einer ersten Ausführungsvariante einer Strömungsbarriere in teilgeöffneter Stellung von einer dauerhaften Öffnung und einer variablen Öffnung mit Strömung eines Mediums, 2 der Volumenstromregler nach 1 in Querschnittsansicht,
- 3 der Volumenstromregler in perspektivischer Darstellung bei ausgeschnittenem Kanal einer ersten Ausführungsvariante einer Strömungsbarriere in teilgeöffneter Stellung von einer dauerhaften Öffnung und geschlossener Stellung einer variablen Öffnung mit Strömung eines Mediums,
- 4 der Volumenstromregler nach 3 in Querschnittsansicht,
- 5 der Volumenstromregler in perspektivischer Darstellung bei ausgeschnittenem Kanal einer ersten Ausführungsvariante einer Strömungsbarriere in vollständig geöffneter Stellung von einer dauerhaften Öffnung und geöffneter Stellung einer variablen Öffnung mit Strömung eines Mediums,
- 6 der Volumenstromregler nach 5 in Querschnittsansicht,
- 7 die Strömungsbarriere einer ersten Ausführungsvariante des Volumenstromreglers in perspektivischer Darstellung mit einem Flansch zur Aufnahme nach 5,
- 8 die Strömungsbarriere einer ersten Ausführungsvariante des Volumenstromreglers in perspektivischer Darstellung nach 1,
- 9 die Strömungsbarriere mit einem Flansch einer ersten Ausführungsvariante des Volumenstromreglers in einer perspektivischen Explosionsdarstellung nach 7,
- 10 die Strömungsbarriere oder Blende mit verschiedenen Ausführungen eines Ausschnitts der dauerhaften Öffnung,
- 11 der Volumenstromregler in perspektivischer Darstellung bei ausgeschnittenem Kanal einer zweiten Ausführungsvariante einer Strömungsbarriere in teilgeöffneter Stellung von einer dauerhaften Öffnung und geschlossener Stellung einer variablen Öffnung mit Strömung eines Mediums,
- 12 der Volumenstromregler nach 11 in Querschnittsansicht und
- 13 der Volumenstromregler in perspektivischer Darstellung bei ausgeschnittenem Kanal einer zweiten Ausführungsvariante einer Strömungsbarriere in vollständig geöffneter Stellung von einer dauerhaften Öffnung und geöffneter Stellung einer variablen Öffnung mit Strömung eines Mediums.
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Die 1 und 11 zeigen in perspektivischer Darstellung auf einen erfindungsgemäßen Volumenstromregler 1. Der erfindungsgemäße Volumenstromregler 1 weist mit einem Kanal 2 ein Durchtritt für ein Volumenstrom auf, wobei das Medium 4 vorzugsweise Luft ist. Um den von einer Außenseite eines Gebäudes in einen Innenraum zu leitenden Volumenstrom mit seinen unterschiedlichen Druckverhältnissen besser kontrollieren zu können, ist in dem Kanal 2 eine Strömungsbarriere 7, 7' oder Blende angeordnet.
Der Kanal 2 gibt die Strömungsrichtung 3 des Mediums 4 vor, wobei im Inneren des Kanals 2 an einer Kanalwandung 5 ein umlaufend fixierter Steg 6 ausgebildet ist, der die quer zur Strömungsrichtung 3 des Mediums 4 angeordnete Strömungsbarriere 7, 7' im Kanal 2 fixierend positioniert. Dabei liegt die Strömungsbarriere 7, 7' nach 2 und 12 aufgenommen im Steg 6 an.
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Für einen Druck ausgleichenden und gleichmäßigen Volumenstrom des Mediums 4, bildet die Strömungsbarriere 7, 7' nach 1 bis 9 und 11 bis 13 mindestens zwei Öffnungen 8, 8'; 9, 9' aus, von denen die erste Öffnung 8, 8' ein auf der Strömungsbarriere 7, 7' angeordneter Ausschnitt 10, 10' ist, der den Strömungsquerschnitt des Kanals 2 um einen Teilbereich verkleinert. Die erste Öffnung 8, 8' mit dem im Verhältnis zu dem Querschnitt zum Kanal 2 verkleinerten Ausschnitt 10, 10' nach 2 und 12, wird von dem einströmenden Medium 4 kontinuierlich durchströmt.
Unterscheidend zur Öffnung 8, 8', weist die zweite Öffnung 9, 9' nach 6 und 13 ein bewegliches Element 11, 11' zum automatischen Öffnen und Schließen auf. Neben dem kontinuierlichen Durchströmen des Mediums 4 durch die Öffnung 8, 8', durchströmt das Medium 4 zusätzlich aber durch das bewegliche Element 11, 11', kontrolliert den Kanal 2 und die Strömungsbarriere 7, 7'. Dabei sind die beweglichen Elemente 7, 7' abhängig vom Druck des strömenden Mediums 4 gesetzt und Öffnen und Schließen je nach Drückverhältnis. Ist der Druck des Mediums 4 gering, befindet sich das bewegliche Element 11, 11' nach 5 und 6 in einer geöffneten Stellung. Steigt der Druck des einströmenden Mediums 4 an bewegt sich Element 11, 11' in Richtung Öffnung 9, 9' nach 1 und 2, verkleinert kontinuierlich die Öffnung 9, 9' bis hin zum kompletten Verschließen nach 3, 4 und 11, 12, so dass ein freigebender Durchfluss des Mediums 4 nur noch durch die erste Öffnung 8, 8' sichergestellt ist. In 5 und 6 und 13 nimmt der Volumenstromregler 1 mit seinem an der Strömungsbarriere 7, 7' angeordnet beweglichen Element 11, 11' eine den Lüftungsweg des einströmenden Mediums 4 durch den Kanal 2 freigebende Grundstellung ein. Die Grundstellung setzt voraus, dass der Druck des Mediums 4 innerhalb des Kanals 2 so gering ist, dass das bewegliche Element 11, 11' nicht aktiviert werden muss, da sich der Druck ein einem festgelegt begrenzten Bereich befindet. Mit zunehmendem Druck verlässt das bewegliche Element 11, 11' die Grundstellung und verringert automatisch und stufenlos die Öffnung 9, 9' bis hin zum vollständigen Verschließen der Öffnungen 9, 9' nach 3, 4,
11 und 12.
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Der Gehäuse bildende umgebende Körper des Volumenstromreglers 1, wird nach 1 und 11 von dem Kanal 2 geformt, der einen dichten umschlossenen Raum ausbildet, in dem die Strömungsbarriere 7 angeordnet ist. Der Kanal 2 ist vorzugsweise kreisrund geschlossen geformt, wonach sich die Strömungsbarriere 7, 7' umfänglich anpasst. Andere im Querschnitt geschlossene Formen sind ebenfalls denkbar, wie zu Beispiel als Rechteck, Quadrat oder Vieleck.
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Die Ausgestaltung des Volumenstromregler 1 unterscheidet sich nach 1 und 11 durch zwei Ausführungsvarianten, wobei sich die Strömungsbarriere 7 nach 1 voneinander abgrenzen.
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Die erste Ausführungsvariante mit seinen Bauteilekomponenten nach 1 bis 10, wie die funktional erfindungsgemäße Strömungsbarriere 7 oder Blende, wird in dem Kanal 2 bildendenden Strömungskammer für das Medium 4 am Steg 6 anliegend fixiert und bildet einen ersten Ausschnitt 10 und einen zweiten Ausschnitt 12 aus. Der Ausschnitt 12 wird dabei von einer Drosselklappe 14 nach 2 und 3 verschließend in einer Verschlusslage überlagert oder der Ausschnitt 12 befindet sich in einer der Drosselklappe 14 stufenlos verstellbaren geöffneten Öffnungslage nach 1, 2, 5 und 6 für einen Durchfluss des Mediums 4, so dass durch den ersten Ausschnitt 10 und je nach Druck des Mediums 4 auch durch den zweiten Ausschnitt 12 das Medium 4 strömen kann. Die Drosselklappe 14 ist dazu um eine Achse 13 schwenkbare lagernd aufgenommen und bildet das bewegliche Element 11, welches in schwenkgeöffneter Position das Medium 4 in dieser Ausführung den Luftstrom in einem Abstand von dem Ausschnitt 12 die zweite Öffnung 9 freigibt und die Luftströme automatisch reguliert.
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In der zweiten Ausführungsvariante wird die Strömungsbarriere 7' oder Blende nach 11 bis 13 im Kanal 2 um eine quer zur Längsrichtung des Kanals 2 angeordnete Achse 15 verschwenkt und bildet das bewegliche Element 11'. Die Strömungsbarriere 7' oder Blende weist die Öffnung 8' und die Öffnung 9' auf. Außerdem lässt sich die Strömungsbarriere 7' oder Blende verschwenken. Die schwenkgeöffnete Position der Strömungsbarriere 7' oder Blende gibt nach 13 beide Öffnungen 8', 9' frei und stellt die Grundstellung dar. Mit aufbauendem Druck des Mediums 4 schwenkt die Strömungsbarriere 7' oder Blende automatisch und stufenlos in Richtung anliegende Schließlage zum Steg 6. Mit anliegender Schließlage der Strömungsbarriere 7' oder Blende an Stegen 36, 37 eines Flansches 19' nach 11, ist die Öffnung 8' weiterhin für einen dauerhaften Durchfluss des Mediums 4 frei. Die Öffnung 9' ist geschlossen und lässt kein Volumenstrom durch.
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In Verschlusslage der Drosselklappe 14 nach der ersten Ausführungsvariante oder der Strömungsbarriere 7' nach der zweiten Ausführungsvariante, ist der von dem Volumenstrom des Mediums 4 ausgehende Druck, welcher durch den Kanal 2 fließt, am höchsten.
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Wie in er 1 und 11 dargestellt, erstreckt sich die Achse 13 der kippbaren Drosselklappe 14 und die Achse 15 der kippbaren Strömungsbarriere 7' selbst, quer zur Längsrichtung in dem führenden Kanal 2 innerhalb der Kanalwandung 5. Außenseitig zum Steg 6 weisend angeordnete Kippgelenke 22, 23, 24, nehmen die Drosselklappe 14 und die Strömungsbarriere 7' auf. Die Kippgelenke 22, 23 der ersten Ausführungsvariante der Strömungsbarriere 7 nach 1 bis 9, weisen dazu Bohrungen 25, 26 auf, welche an der Strömungsbarriere 7 befestigten Tragzapfen 27, 28 frei führend und drehbar gelagert sind. Das Kippgelenk 24 der zweiten Ausführungsvariante der Strömungsbarriere 7' nach 11, bestehen aus außenseitig der Strömungsbarriere 7' angeordneten runden Lagerstiften 29, 30, welche in eine Aufhängung 31, 32 am Steg 6 frei drehend aufgenommen sind. Die Kippgelenke 22, 23, 24 bilden die Kippachse der beweglichen Elemente 11, 11' und können in den beschriebenen Ausführungsvarianten variieren.
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Die beweglichen Elemente 11, 11' sind zwischen der geöffneten Grundposition und der Verschlussposition oder Schließlage frei beweglich. Gewichte 31, 32, 33 an den beweglichen Elementen 11, 11' nach 1, 7 und 13, ermöglichen das die beweglichen Elemente 11, 11' bei wenig Druck des Mediums 4 durch Schwerkraft die geöffnete Grundposition einnehmen. Die Gewichte 33, 34 in der ersten Ausführungsvariante sind unterschiedlich schwer ausgelegt. Dadurch ergibt sich eine zeitlich versetzte Abfolge des Öffnens und Schließen der in dieser Variante zwei Drosselklappen 14, so dass nach dem Durchqueren des Mediums 4 durch die Strömungsbarriere 7' eine gleichmäßige Druckverteilung des strömenden Mediums 4 entsteht.
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Ebenfalls können neben den Gewichten 33, 33' auch nicht dargestellte Federelemente zusammen mit den beweglichen Elementen 11, 11' zur automatischen Einstellung in die Grundposition eingesetzt werden. Die Federelemente können mit den beweglichen Elementen 11, 11' als einteilige Bauweise gefertigt werden, oder sind als separate Bauteile auszubilden.
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Während sich der erste Ausschnitt 10 der Strömungsbarriere 7 der ersten Ausführungsvariante nach 1 bis 9 dauerhaft unbeweglich konstant in seiner Position zum Kanal verhält, verschwenkt der geöffnete erste Ausschnitt 10' der zweiten Ausführungsvariante nach 13 zusammen mit der Strömungsbarriere 7' je nach Strömungsverhältnis des Mediums 4 um die Achse 15 und verändert die Position innerhalb des Kanals 2.
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Nach 7 und 8 der ersten Ausführungsvariante verändert sich der Querschnitt der zweiten Öffnung 9 in Abhängigkeit des Drucks des strömenden Mediums 4. Erhöht sich der Druck des Mediums 4, nähert sich die Drosselklappe 14 der Strömungsbarriere 7, bis die Drosselklappe 14 schließlich zur Anlage kommt und die zweite Öffnung 9 verschließt. Bei der zweiten Ausführungsvariante nach 11 bis 13 nähert sich die Strömungsbarriere 7' mit zunehmendem Druck dem am Kanal 2 angeordneten Steg 6, bis schließlich eine anliegende Position der Strömungsbarriere 7' zum Steg 6 erreicht ist und die zweite Öffnung 9' verschließt.
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Die Strömungsbarriere 7, 7' wird vorzugsweise aus dem gleichen Material gefertigt wie der Kanal 2 des Volumenstromreglers 1. Als Alternative sind andere Werkstoffe zur Fertigung der Strömungsbarriere 7, 7' oder des Kanals 2 möglich. Ein bevorzugter Werkstoff für die Strömungsbarriere 7, 7' und den Kanal 2 ist ein Kunststoffmaterial.
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In den 1 bis 13 dargestellt, ist der Steg 6 als geschlossener Ring ausgebildet und im Kanal 2 zur Kanalwandung 5 nach innen abgesetzt. Der Steg 6 erstreckt sich in Richtung Innenraum oder zur gedachten Längsachse des Kanals 2 des Volumenstromreglers 1. Ein gegenüber der Kanalwandung 5 reduzierter Querschnitt mit einer Innenwand 18 des Stegs 6, bildet jeweils gegenüberliegend Seitenflächen 16, 17 aus an die sich die Strömungsbarriere 7, 7' für eine Endlageposition anlegt.
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Nach 9 und 2 der ersten Ausführungsvariante und nach 11 bis 13 zweiten Ausführungsvariante, weisen die Strömungsbarrieren 7, 7' jeweils einen Flansch 19, 19' auf, der die Innenwand 18 des Stegs 6 bis in eine anliegende Position durchläuft. Der Flansch 19 der ersten Ausführungsvariante ist mit einem Bund 20 versehen, der die Seitenflächen 16, 17 abstützend durchläuft. Beide Flansche 19, 19' gehen mit dem Steg 6 eine kraftschlüssige oder formschlüssige Verbindung ein. Mit Anordnung des Flansches 19 am Steg 6, erhält die Strömungsbarriere 7 einen verbesserten Sitz durch eine größere Auflagefläche zwischen dem Bund 20 und der Seitenfläche 16, 17. Mit vollständigem durchführen des Flansches 19 durch den Steg 6 bis zum Bund 20 des Flansches 19, wird der Sitz zwischen dem Flansch 19 und dem Kanal 2 zusätzlich gefestigt.
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Die Strömungsbarriere 7 der ersten Ausführungsvariante wird nach 7 und 9 im montierten Zustand mit dem Flansch 19 mittels Befestigungsschrauben 21 kraftschlüssig verbunden. Dazu werden die am Bund 20 des Flansches 19 vorgesehen Gewindebohrungen 35 und die für den Durchgang der Befestigungsschrauben 21 an der Strömungsbarriere 7 aufweisenden Bohrungen 34 verwendet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Volumenstromregler
- 2
- Kanal
- 3
- Strömungsrichtung
- 4
- Medium
- 5
- Kanalwandung
- 6
- Steg
- 7, 7'
- Strömungsbarriere
- 8, 8'
- Öffnung
- 9, 9'
- Öffnung
- 10, 10'
- Ausschnitt
- 11, 11'
- Element
- 12
- Ausschnitt
- 13
- Achse
- 14
- Drosselklappe
- 15
- Achse
- 16
- Seitenfläche
- 17
- Seitenfläche
- 18
- Innenwand
- 19, 19'
- Flansch
- 20
- Bund
- 21
- Befestigungsschraube
- 22
- Kippgelenk
- 23
- Kippgelenk
- 24
- Kippgelenk
- 25
- Bohrung
- 26
- Bohrung
- 27
- Tragzapfen
- 28
- Tragzapfen
- 29
- Lagerstift
- 30
- Aufhängung
- 31
- Gewicht
- 32
- Gewicht
- 33,33'
- Gewicht
- 34
- Bohrung
- 35
- Gewindebohrung
- 36
- Steg
- 37
- Steg
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2154439 B1 [0004]
- DE 19929133 C2 [0005]
