DE2433727A1 - Axial-regelluefter - Google Patents
Axial-regelluefterInfo
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Description
DR.-ING. P. H.OIDTMANN
AKTEN-NR. 573/25111 ' 4Θ3 BOCHUM. 11-7.1974 XR/ht
■hr Zeichen Fernruf O2321/14ΟΘ1
Bergstraße 159 Telegr.: Stuhlmannpatent
GEA LuftkühlergeSeilschaft Happel GmbH
&
Co. KG,
4630 Bochum, Königsallee 43 - 47
Die Erfindung betrifft einen Axial-Regellüfter mit um ihre
Längsachsen schwenkbaren Flügeln, deren Schwenkwellen mittels Wälz-
oder Gleitlager jeweils in einem eigenen, auf einem gemeinsamen Nabenkörper befestigten Gehäuse axial unverschieblich gelagert
sind, wobei die der Lüfterdrehachse zugewendeten Endabschnitte aller Schwenkwellen über starr, jedoch lösbar mit ihnen verbundene
Schwenkhebel im Sinne einer Flügelverschwenkung unter den Einfluß einer Verstellvorrichtung mit zentraler Steuerstange gestellt sind.
Bei einer bekannten Bauart der vorstehenden Lüftergattung besteht der Nabenkörper im wesentlichen aus einem umfangsseitig
mehrflächigen Hohlprofil, wobei die Anzahl der Flächen der Anzahl
der Flügel entspricht. Bei einer beliebigen Flügelanzahl kann aber die Anzahl der Flächen auch das Doppelte der Flügelanzahl betragen.
Eine solche Verdoppelung der Flügelanzahl ist jedoch nicht zweckmäßig, da eine Leistungsänderung nur dann sinnvoll ist, wenn sich
die Anzahl der Flügel z.B. von vier auf sechs oder von sechs auf acht erhöht. Eine Vermehrung der Flügelanzahl um das Doppelte, bedingt
grundsätzlich andere Flügel, andere Nabendurchmesser und damit ein anderes Verhältnis zwischen dem Nabendurchmesser und
dem Lüfterdurchmesser.
Die umfangsseitigen Flächen des Nabenkörpers dienen der .
Befestigung der Schwenkwellengehäuse. Der Nabenkörper kann dabei
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aus Grau- oder Leichtmetallguß oder als Schweißkonstruktion ausgeführt
sein. Die Schwenkwellengehäuse können mit dem Nabenkörper zusammen gegossen oder als Einzelgußstücke mit dem Nabenkörper verschraubt
sein. Hiermit ist jedoch der Nachteil verbunden, daß die Bearbeitung der Einzelteile Spezialmaschinen erfordert und nur
entsprechend schwierig durchzuführen ist.
Der Nabenkörper weist endseitig in Richtung zur Drehachse
eingezogene Plansche auf, die einerseits zur Befestigung der Antriebsvorrichtung
dienen und andererseits das Anbringen eines Verschlußdeckels ermöglichen.
Die Schwenkwellen der Flügel sind in den Schwenkwellengehäusen mittels einreihiger Kugellager gelagert. Hierbei ist das
der Lüfterdrehachse zugewendete Lager als einseitiges Schrägkugellager ausgebildet, das die Axialfliehkraft aufnehmen muß. Die
Schwenkwellengehäuse sind den Durchmessern der Kugellager formmäßig
entsprechend angepaßt und/fordern damit einschließlich der Befestigungsflansche viel Bearbeitung. Die einfachen Kugellager
neigen nach längerer Betriebszeit zu Pittingbildung, die aber auch bereits während des Transportes der Kugellager auftreten
kann. D.h., die einzelnen Kugeln drücken sich in die Lagerflächen ein, weil sich die Lage der Kugeln nicht ständig ändert, da kein
ständiges Drehen innerhalb der Lager erfolgt. Die Zeitdauer, in der diese Kugellager noch exakt laufen, verringert sich dadurch
erheblich und die Verstellgenauigkeit der Flügel wird herabgesetzt. Außerdem begünstigt das dadurch bedingte erhöhte Spiel in den Kugellagern
Schwingungen in den Flügeln, die zu Dauerbrüchen führen können.
Dem der Lüfterdrehachse zugewendeten inneren Endabschnitt
der Schwenkwellen sind Z-förmig gebogene Winkelhebel drehfest zugeordnet. Die freien Endabschnitte der Winkelhebel sind senkrecht
zu den S chwenkwe llendrehaohsen und parallel zu den mit den Schwenk-
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wellen verbundenen Längenabschnitten angeordnet. Jeder Endabschnitt
trägt einen spielfrei eingesetzten Bolzen, der durch eine Mutter festgelegt ist. Die Längsachse des Bolzens verläuft parallel zur
Längsachse der zugeordneten Schwenkwelle. Endseitig trägt der Bolzen einen Gleitstein, welcher mit Gleitspiel in eine umfangsseitig
eines Verstellte Hers verlaufende radiale Nut eingreift.
Der Verstellteller wird dabei in der Regel von dem Kolben eines Membrankörpers axial in eine Richtung bewegt, wobei die Rückstellung
von dem Einfluß einer Rückholfeder abhängig ist. In dem Membrankörper läuft ein begrenzt verstellbarer Stellmacher. Da diese
Teile aber innerhalb des Schutzgitterbereichs für den Lüfter liegen, sind sie für eine Nachstellung nur schwer zugänglich. Für
die Änderung des Einstellbereichs des Stellmachers ist deshalb ein Betriebsstillstand erforderlich, da zudem der Stellmacher
ausgebaut werden muß.
Der Verstellteller kann aber auch mit dem Endabschnitt einer zentralen Steuerstange verbunden sein, welche das Endglied
einer Verstellvorrichtung bekannter pneumatischer, hydraulischer oder elektrischer Ausführungsform bildet.
Bei axialer Verstellung des Verstelltellers wird somit über die in der radialen Nut beweglichen Gleitsteine und die
Winkelhebel eine Verdrehung der Schwenkwellen bzw. der Flügel herbeigeführt.
Ein wesentlicher Nachteil der bekannten Bauart besteht darin, daß der gegossene oder geschweißte Nabenkörper sowohl unter
Berücksichtigung des Lüfterdurchmessers als auch.der Anzahl der Flügel in vielen Baugrößen und -formen vorhanden sein muß.
Hinzutritt, daß für jede einzelne Lüftergröße und für jede Änderung des Nabenverhältnisses ein anderer Nabendurchmesser erforderlich
ist. Jede auch nur geringe Veränderung der Flügelanzahl bedeutet mithin zwangsläufig eine Änderung des Nabenkörpers. Eine
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Sonderkonstruktion eines Nabenkörpers für unterschiedliche Flügelanzahlen
ist jedoch unzweckmäßig und unwirtschaftlich.
Ein weiterer Nachteil besteht in der nur sehr schwer zugänglichen
Gehäuseform des Nabenkörpers. Das Gehäuse ist sowohl auf der dem Lüfterantrieb zugewandten Seite zwecks Befestigung
der Lüfterantriebswelle als auch auf der dem Lüfterantrieb abgewandten
Seite im wesentlichen geschlossen. Die im Gehäuse angeordneten Teile sind dadurch schwer zu beobachten und zu warten.
Die geschlossene Bauform weist darüber hinaus alle "Voraussetzungen
für die Bildung von Rost durch Schwitzwasser auf, da eine ausreichende Belüftung nicht möglich ist. Würden Belüftungslöcher
angeordnet werden, so könnte durch diese Löcher wiederum Wasser eintreten, das sich dann in dem umlaufenden Gehäuse an einzelnen
Stellen sammeln und damit bei einem laufenden Lüfter zu großen Unwuchten führen könnte. Außerdem sind durch die Schwitzwasserbildung
der im Gehäuse angeordnete Verstellteller und die in die umfangsseitige Nut eingreifenden GIeitsteine in erhöhtem Maße
Korrosionsbeanspruchungen ausgesetzt. Dies gilt auch für die Stangenführung des Verstelltellers. Es kann daher zu Verklemmungen
kommen und damit zu üngenauigkeiten bei der FlügelverSchwenkung.
Hierbei kann ein Zustand eintreten, wo die Verstellkraft nicht mehr ausreicht.
Die Form des bekannten Nabenkörpers und die Ausführung des Nabenkörpers in Guß bedingt an sich schon ein erhöhtes Gewicht
gegenüber einer Ausführung in Stahl, die an sich zweckmäßig wäre. Der Ersatz eines typischen Gußkörpers durch eine
Schweißkonstruktion ist jedoch zu aufwendig und daher unwirtschaftlich. Um aus diesem Grunde wenigstens einigermaßen das Gewicht
zu verringern, macht der relativ wuchtige Aufbau des Nabenkörpers es notwendig, das Gehäuse in jeder Baugröße und -form
möglichst kleinzuhalten. Die dadurch bedingten kleinen Innenabmessungen des Nabenkörpers machen auch kleine Winkelhebel erfor-
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derlieh. Kleine Winkelhebel bedeuten aber wiederum kurze Verstellwege,
für die dann große Kräfte notwendig sind. Dies hat wiederum zur Folge, daß die Verstellgenauigkeit herabgesetzt wird und in
der Regel zu einer Peinverstellung nicht ausreicht. Ferner hat
die Praxis gezeigt, daß bei kleinen Hebeln und kurzen Verstellwegen große Ausgleichsgewichte an den Flügelflanschen erforderlich
sind. Diese Maßnahme muß sogar schon bei relativ kleinen Lüfterdurchmessern durchgeführt werden.
In jeder durch den Lüfterdurchmesser und die Flügelanzahl bedingten Baugröße bzw. -form ist die Masse des Nabenkörpers sehr
hoch. Aus diesem Grunde ist für den bekannten Lüfter auch ein relativ großes Anlaufmoment erforderlich. Dieses große Anlaufmoment
und der damit verbundene Stromstoß belastet jedoch in einem erheblichen Umfange die elektrische Schaltanlage. Dies
macht sich insbesondere bei einer Anlage mit mehreren Lüftern sehr nachteilig bemerkbar. Es müssen nämlich dann die abgeschalteten
Lüfter, welche sich unter dem Einfluß der Rückströmung ggf. rückwärts drehen, von etwa zwei Drittel der Rückwärtsdrehzahl auf
die volle Vorwärtsdrehzahl gebracht werden. Dies erfordert eine erhebliche Stromaufnahme über einen längeren Zeitraum hinweg, die
durch das hohe Konstruktionsgewicht des bekannten Lüfters äußerst nachteilig beeinflußt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Axial-Rege
llüfter mit um ihre Längsachsen schwenkbaren Flügeln zu schaffen, der im Hinblick auf eine Senkung des Herstellungsaufwandes
und eine erhöhte Übersichtlichkeit bei der Wartung einfacher und leichter aufgebaut ist und bei welchem die Verstellgenauigkeit der Flügel auch nach längerer Betriebszeit noch
konstant präzise eingehalten werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Nabenkörper aus einer flachen kreisringförmigen. Platte mit
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beiderseits im wesentlichen ebenen Oberflächen gebildet ist, auf
deren dem Lüfterantrieb abgewandten Seite die Schwenkwellengehäuse
unter gleichmäßiger umfangsseitiger Versetzung strahlenförmig aufgesetzt und die mit den Schwenkwellen starr verbundenen Schwenkhebel
über spielfrei einstellbare Gestangeverbindungeη mit einer
endseitig der zentralen Steuerstange befestigten, mit Bezug auf
den Nabenkörper axial zwangsgeführten Steuerscheibe verbunden sind.
Der grundlegende Vorteil der erfindungsgemäßen Ausbildung ist darin zu sehen, daß der Nabenkörper nunmehr lediglich aus einer
fIahen kreisringförmigen Platte mit beiderseits im wesentlichen
ebenen Oberflächen besteht. Diese Platte kann aus einer einfachen glatten Blechronde gebildet sein. Die Herstellung einer
solchen Blechronde ist fertigungstechnisch einfach und mit keinem besonderen Aufwand verbunden. Auf die flache Platte können
die Schwenkwellengehäuse in beliebiger gerader oder ungerader Anzahl aufgesetzt, vorzugsweise aufgeschraubt, werden. Hierzu ist
es lediglich erforderlich, daß die Blechronde vorab mit den entsprechenden
Bohrungen versehen wird» Es ist hierbei möglich, daß nur eine Blechronde für mehrere Baugrößen und -formen notwendig
ist. Bei einer Anpassung des Lüfters an geänderte Betriebsverhältnisse ist es jedoch auch möglich, auf eine zusätzliche Anbringung
von Flügellagerungen auf dem Nabenkörper zu verzichten und dafür einen neuen Nabenkörper anzufertigen. Der Aufwand für
die Herstellung eines derartig einfachen Bauteiles ist gering und beim Auswechseln nur mit einem kurzen Betriebsstillstand des
Lüfters verbunden. Auf diese Weise ist es bei Beibehaltung der Einfachheit einer derartigen Blechronde möglich, mit nur wenigen
Ronden- bzw. Gehäusegrößen die in der Praxis vorkommenden Anwendungsfälle
zu beherrschen.
Der plattenartige Nabenkörper und die aufgeschraubten Schwenkwellengehäuse haben aufgrund ihrer einfachen Ausgestaltung
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insgesamt nur eine geringe Masse. Das für den Lüfter erforderliche
Anlaufmoment ist dadurch relativ kleingehalten. Die Stromaufnahme beim Anlauf des Lüfters ist gering, so daß der Lüfter
schnell hochlaufen kann. Außerdem ermöglicht der plattenartige Nabenkörper sowie eventuell zwischen den Schwenkwellengehäusen
vorgesehene Bohrungen den Ausgleich von Unwuchten» Dabei ist zu beachten, daß eventuelle Unwuchten aufgrund der Gesamtkonstruktion
ohnehin nur gering sein können, da es sich außer dem unwuchtfreien Nabenkörper und den anderen um die Achse angeordneten
Teilen nur um die gleichmäßig verteilt angeordneten Gewichte der Lüfterflügellagerung handeln kann, die gewichtsmäßig jedoch
kaum Unterschiede aufweisen.
Zur Verdrehung der Schwenkwellen wird eine endseitig der
zentralen Steuerstange befestigte Steuerscheibe verwendet, die mit Bezug auf den Nabenkörper axial zwangsgeführt ist. Die Verbindung
zwischen den Schwenkhebeln und der Steuerscheibe wird durch spielfrei einstellbare Gestängeverbindungen erreicht. In
den einzelnen Gelenkstellen werden bevorzugt dauergeschmierte Nadellager verwendet, so daß in weitestem Umfang gleitende Reibungen vermieden werden.
Die allgemein offene Bauform des erfindungsgemäßen Axial-Regellüfters
gewährleistet eine gute Zugänglichkeit und somit eine leichte Überwachung und Wartungsmöglichkeit. Es sind keine
geschlossenen Räume vorhanden, so daß sich auch nirgendwo Wasser absetzen kann, welches dann eventuell Unwuchten herbeiführt.
Sämtliche Einzelteile können mit einem Korrosionsschutz versehen sein. Als Korrosionsschutz kann beispielsweise Peuerverzinkung
zur Anwendung gelangen. Die zur Verwendung gelangenden Kleinteile, wie Drehbolzen usw., sind bevorzugt aus nichtrostendem Stahl ausgebildet.
Verklemmungen sind deshalb so gut wie ausgeschlossen und damit auch Ungenauigkeiten bei der Flügelverschwenkung. Desweiteren
gestattet es die einfache und übersiehtliehe erfindungs-
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gemäße Ausbildung, daß Reparatur- und Wartungsarbeiten leicht durchgeführt werden können.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung kennzeichnet
sich dadurch, daß die Zwangsführung der Steuerscheibe von mindestens einer, vorzugsweise zwei, an einem zentrisch auf dem
kreisringförmigen Nabenkörper aufgesetzten.Nabenflansch parallel
zur Lüfterdrehachse befestigten Führungsstangen gebildet ist, die mit ihren freien Endabschnitten entsprechende Zwangsführungsausnehmungen
in der plattenartigen, unterseitig durch Querrippen versteiften Steuerscheibe durchsetzen. Die mit der Steuerstange
verbundene Steuerscheibe ist somit verwindungssteif und darüber
hinaus gegen jede Verdrehung gesichert. Die hierdurch gewährleistete Genauigkeit ihrer axialen Zwangsführung trägt im Zusammenhang
mit den einstellbaren Gestangeverbindungen zu einer
präzisen Flügelverstellung bei. In diesem Zusammenhang ist es weiter zweckmäßig, daß die Zwangsführungsausnehmungen in der
Steuerscheibe mit Bezug auf die Mittellängsachse der Führungsstangen einstellbar sind. Die Einstellbärkeit der Zwangsführungsausnehmungen
auf die Mittellängsachse der Führungsstangen sichert eine absolut spielfreie richtige Führung. Somit bedeuten die
Führungsstangen nicht nur eine Drehsicherung, sondern sie beeinflussen
aufgrund ihrer spielfreien Führung in keiner Weise die Regelung der Flüge!verschwenkung bei einer eventuellen Änderung
der Verstellkraft.in ihrer Wirkrichtung.
Es empfiehlt sich weiterhin, daß der Nabenflansch über
einen dem Lüfterantrieb zugewendeten Zentrierkranz in eine kreisrunde zentrale Ausnehmung des plattenartigen Nabenkörpers spielfrei
eingepaßt und umfangsseitig mit diesem verschraubt ist. Die Steuerstange erfährt somit endseitig durch den genau in der Lüfterdrehachse
ausgerichteten Nabenflansch eine weitere Lagerung, welche in einem erhöhten Maße zur Genauigkeit der Flügelverstellung
beiträgt.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wird darin gesehen, daß der Nabenflansch aus einem pneumatisch oder hydraulisch beaufschlagbaren Stellzy
linder gebildet ist, der von der in beiden Stirnwänden gelagerten und innenseitig mindestens auf einem Teil ihrer Längserstreckung
luft- bzw, flUssigkeitsleitend ausgebildeten Steuerstange axial durchsetzt ist* Hierbei ist es ferner vorteilhaft,
daß die im Stellzylinder mit dem Kolben verbundene Steuerstange Bestandteil einer Zentralverstellung mit einer am plattenförmigen
Nabenkörper befestigten, die Steuerstange umschließenden Antriebshohlwelle bildet»
Ferner bildet es ein bevorzugtes Merkmal der Erfindung, daß in Längsrichtung der Steuerstange zwei voneinander unabhängige
luft- bzw. flüssigkeitsleitende Kanäle vorgesehen sind, die auf beiden Seiten des Stellzylinderkolbens in den Stellzylinder
münden, wobei die luft- bzw. flüssigkeitsleitenden Kanäle bevorzugt
von einer die Steuerstange auf mindestens einem Teil ihrer axialen Länge durchsetzenden zentralen Bohrung und einem in der
Bohrung mit Abstand zu den Bohrungswänden gelagerten Innenrohr gebildet sind. Ferner bildet es ein wesentliches Merkmal der Erfindung,
daß das antriebsseitige Ende der Steuerstange mit Mitteln zur Hubbegrenzung und einem Zuführungsstück für das Arbeitsmedium
versehen ist, das über eine entsprechende Dichtung die Kupplung zwischen der Steuerstange und einem über flexible Leitungen und
Einstellhebel mit dem Zuführungsstück verbundenen, durch eine Drehsicherung gehaltenen Stellmacher bildet»
Der pneumatisch oder hydraulisch beaufschlagbare doppelt wirkende Stellzylinder ist folglich in den Nabenkörper mitdrehend
integriert» Dem Stellzylinder ist auf der dem Lüfterantrieb abgewandten Seite ein kreisringförmiger Körper zentriert zugeordnet,
der die Führungsstangeη für die Steuerscheibe trägt.
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Die minimale, d.h. negative, Flügelstellung wird bei eingefahrener
Steuerstange, d.h. Anschlag des Zylinderkolbens, am antriebsseitigen Ende eingestellt. Mit steigender Verstellkraft
fährt mithin die Steuerstange aus, so daß die Gestängeverbindung zwischen den Schwenkhebeln und der Steuerscheibe lediglich auf
Zug beansprucht ist. Das Arbeitsmedium, entweder Arbeitsluft oder Arbeitsöl, wird über zwei Bohrungen in der Kolbenstange einmal
oberhalb, einmal unterhalb des Zylinderkolbens in den Zylinderraum eingeführt» Der Hub der Steuerstange mit Bezug auf den maximalen
Flügelverschwenkwinkel wird durch Kontermuttern, die an das antriebsseitige Ende der Steuerstange angeschlagen sind, festgelegt«
Ferner ist an dem freien Ende der Steuerstange die Medienzuführung ' angebracht , die den Übergang von der drehenden Stange zu
dem feststehenden Teil des Zuführungsstückes für das Arbeitsmedium zu beiden Kolbenseiten des Zylinders bewirkt. Gleichzeitig ist an
dem nicht mitdrehenden Teil ein Hebel angebracht, der dem Stellmacher die Stellung des Zylinderkolbens und damit den jeweiligen
Flügelwinkel kraftSchlussig und damit eindeutig wiedergibt„
Bei einer derartigen Anordnung des Stellzylinders ist der Kraftschluß zwischen der Verstellkraft der Flügel und dem Stellzylinder
innerhalb der Nabe über die Gestängeverbindung und die Steuerseheibe geschlossen. Bei entsprechender Größenordnung
des Stellzylinders ist keine Anbringung von Ausgleichsgewichten an. den Flügeln erforderlich. Bei einer zweckentsprechenden Einstellung
des Steuerdruckbereiches kann die maximale Flügelstellung so begrenzt werden, daß sie kurz vor dem Anschlag der Kontermuttern
erreicht ist. Die Steuerstange bleibt dann ohne Zugkraft. Anderenfalls wird sie bei einer eintretenden Blockierung des
Systems eine Zugkraft erhalten, die bei laufendem Lüfter der Kraftreserve des Stellzylinders entspricht. Infolge ihrer durch
die zentrale Bohrung und das darin eingesetzte Innenrohr vorgegebenen
konstruktiven Abmessungen ist die Steuerstange so ausgelegt, daß selbst die Aufnahme der vollen Zugkraft des Stellzylin-
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ders keine Schwierigkeiten bietet. Die Verwendung des pneumatisch
oder hydraulisch beaufschlagbaren Stellzylinders als doppelseitig
wirkendes Verstellorgan schaltet den bei Verwendung von Rückholfedern unvermeidbaren Einfluß des Hysteresisfaktors aus. Zusätzlich
gewährleistet im Rahmen der Erfindung ein Stellmacher eine exakte Verstellung der Flügel unter Ausschaltung von Reibungsund
Eigengewichtskräften. Außerdem ermöglicht der Stellmacher bei Ausfall des Steuerimpulses je nach Erfordernis des Verfahrens
der Anlage,in die der Lüfter eingebaut ist, eine Verstellung der Flügelwinkel in Segeistellung, doh. also Nullförderungj oder in
die maximale Stellung. Auch bewirkt der Stellmacher einen zumindest vorübergehenden Weiterlauf der Flügel in der jeweils vorhandenen
Flügelstellung bei zusätzlichem Einbau von Membranventilen in die Medienzuführung.
Das sich nicht mitdrehende Gehäuse des ZuführungsStückes,
d.h. also der Mediumszuführung, wird durch eine Drehsicherung gehalten« Ferner sind sämtliche zum Stellmacher gehörenden Teile
außerhalb des Lüfterschutzgitters auf der Antriebsseite voll zur ReparatuBT-uni Wartung zugänglich und lassen sich außerdem auaf diese
Weise auch während des Betriebes in einfachster Weise einstellen.
Eine weitere bevorzugte Ausfünrungsform der Erfindung
kennzeichnet sich dadurch, daß der Nabenflansch aus zwei im Abstand voneinander angeordneten Führungsplatten für die Steuerstange
und die Führungsplatten voneinander im Abstand haltenden Distanzstegen gebildet ist, wobei die im Abstand von dem plattenartigen
Nabenkörper angeordnete Führungsplatte mindestens zur mittelbaren Befestigung der Führungsstangen vorgesehen ist. Hierbei
ist es dann ferner vorteilhaft, daß ein mit luft- bzw. flüssigkeitsleitenden Kanälen versehener Längenabschnitt der Steuerstange
auf der dem Nabenkörper abgewendeten Seite des Lüfterantriebs vorgesehen ist und einen hier angeordneten Stellzylinder
axial durchsetzt.
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Bei dieser Ausführungsform ist mithin kein Stellzylinder
als Nabenflansch vorgesehen. "Vielmehr ist ein Führungsstück angeordnet,
das praktisch wie ein Zylinder ohne Kolben gebaut ist. Der Stellzylinder ist vielmehr auf der dem Nabenkörper abgewendeten
Seite des Lüfterantriebs an der Hohlwelle befestigt» Die Verbindung zwischen den Zylinderkolben und der Steuerscheibe erfolgt
durch eine durch das Führungsstück hindurchgehende Steuerstange,
die nicht kanalisiert ist. Der kanalisierte Längenabschnitt der Steuerstange ist nur auf der Seite des Lüfterantriebes vorgesehen,
die dem Nabenkörper abgewendet ist. Der Stellzylinder selber hat die gleiche Ausbildung wie bei der vorher beschriebenen Ausführungsform.
Hierbei ist es ferner zweckmäßig, daß das aus dem Stellzylinder austretende Ende der kanalisierten Steuerstange
mit Mitteln zur Hubbegrenzung und einem Anschluß für das Zuführungsstück des Arbeitsmediums versehen ist, das über eine entsprechende
Dichtung die Kupplung zwischen der Steuerstange und einem über flexible Leitungen und Einstellhebel mit dem Zuführungsstück
verbundenen, durch eine Drehsicherung gehaltenen Stellmacher bildet.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der
Erfindung ist auf der dem Nabenkörper abgewendeten Seite des Lüfterantriebs ein Stellzylinder unter Zwischenschaltung eines
Gehäuses für eine Schubeinheit nicht drehend angeordnet, wobei der nicht mitdrehende Kolben der Schubeinheit über einen Drehwandler
mit der nicht kanalisierten Steuerstange verbunden ist. In diesem Zusammenhang ist es ferner zweckmäßig, daß Mittel zur
Hubbegrenzung der Steuerstange und Halterungen für einen Stellmacher endseitig des Stellzylinders vorgesehen sind.
Bei dieser Ausführungsform erhält das Führungsstück die gleiche Ausbildung wie bei der vorbeschriebenen Ausführungsform,
Der Stellzylinder wird über ein Gehäuse zum Einbau eines Schubkolbens
auf der dem Nabenkörper abgewendeten Seite des Lüfters
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angebaut. Dieser Schubkolben nimmt über entsprechende, beispielsweise
doppelte Schrägkugellager die Axialbewegung spielfrei auf, hält jedoch die Drehbewegung von dem nicht mitumlaufenden Längenabschnitt
der Steuerstange des Stellzylinders fern. Der mitumlaufende Längenabschnitt der Steuerstange ist nicht kanalisiert. Das
Arbeitsmedium wird über die Wandung des Stellzylinders in die Räume eingeführt.
Der Stellzylinder selber ist über eine Drehsicherung in seiner Lage gesichert und macht keine Axialbewegung mit. Diesem
Stellzylinder kann ebenfalls ein Stellmacher zugeordnet sein, der über einen entsprechenden Hebel von der Steuerstange bewegt wird.
Hiermit wird die Einstellung von Maximal- und Minimalstellungen möglich.
Bei Hohlwellenantrieben mit Langsamläufern oder entsprechenden Spezialgetrieben ist jedoch eine Drehsicherung nicht erforderlich,
da in diesen Fällen das Schubkolbengehäuse direkt an das Getriebe bzw. an das Motorgehäuse angeschlossen wird. Hierbei
gehen dann die Verstellkräfte über die Wellenlager des Motors oder des Getriebes. Es empfiehlt sich in diesen Fällen ferner der
Einbau von Ausgleichsgewichten an den Flügelanschlußflanschen, um eine Entlastung herbeizuführen. Bei Keilriemenantrieben müßte
zusätzlich das Gehäuse für die Schubeinheit über einen Drehwandler an die drehende Keilriemenscheibenkupplung angeschlossen werden.
Die Verstellkräfte gehen hierbei von der Nabe über die Antriebswelle,
über die Lager der Schubeinheit und den Drehwandler. Es ist deshalb erwünscht, in diesen Fällen die Verstellwege und Kräfte
in bestimmten Grenzen zu halten, so daß der Einbau von Ausgleichsgewichten zweckmäßig ist. Die Abstimmung für die verschiedenen
Lüftergrößen erfolgt durch entsprechende Größe der Ausgleichsgewichte. Dadurch ist stets eine annähernd gleiche Verstellkraft
vorhanden und es können Stellzylinder gleicher Größe für verschiedene Lüftertypen verwendet werden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Stellmacher
oder ein entsprechendes hydraulisches Steuerventil mit Einstellhebel hinsichtlich des Abstandes zur Lüfterdrehachse verlagerbar.
Ferner ist es im Rahmen der Erfindung empfehlenswert, daß der Stellmacher mit Bezug auf seine Drehachse gegenüber der
Längsachse der Steuerstange verlagerbar ist«.
Durch Änderung der Hebellänge, d.h. durch Abstandsänderung
des Stellmachers zu der Steuerstange, läßt sich mithin der Steuerbereich verändern. Ferner ist es möglich, durch Änderung
der Einbaulage des Stellmachers, wobei die Bewegungsrichtung des Hebels in bezug auf die Achse des Stellmachers umgedreht ist,
auch die Wirkungsriehtung nach minimalen oder maximalen Flügelwinkel
bei Ausfall des Steuermediums zu ändern. Dies hat zur Folge, daß im Stellmacher der Druckunterschied des Arbeitsdruckes
auf den beiden Kolbenseiten des Stellzylinders entsprechend einem vorgegebenen Steuerdruck so lange verändert wird, bis der
Hebel wieder die Erreichung der geforderten, dem Steuerdruck
exakt entsprechenden Flügelstellung zurückmeldet. Dies erfolgt unter Ausschaltung aller Nebenkräfte. D.h., solange nicht die
entsprechende Hebelstellung erreicht ist, ändert sich die Druckdifferenz
.
In diesem Zusammenhang ist es desweiteren gemäß der Erfindung vorteilhaft, daß in die Zuleitungen für das Arbeitsmedium
Je ein membrangesteuertes Blockventil eingegliedert ist. Diese
zwischen Stellmacher und dem Zuführungsstück an der Steuerstange
in die flexiblen Leitungen eingebauten Block-, beispielsweise Membranventile, schließen bei Unterschreitung eines auf die Membran
wirkenden Arbeitsvordruckes die beiden Zuführungen für die Kolbenseiten
ab. Hierdurch können Druckänderungen und damit Stellungsänderungen nur noch durch Stopfbuchsenverluste auftreten.
Die Lüfter läuft in der entsprechenden Stellung folglich zunächst weiter. Auch ist es in diesem Zusammenhang möglich, an sich be-
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kannte Rückmelder vorzusehen, die den jeweiligen Flügelwinkel in der Meßwarte anzeigen.
In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gedankens
sind die Schwenkwellengehäuse rohrartig mit absatzloser äußerer Oberfläche ausgebildet und über im Bereich ihrer der Lüfterdrehachse
zugewendeten Endabschnitte angeschweißte Lagerkonsolen im äußeren Umfangsbereich des plattenförmigen Nabenkörpers angeschraubte
Zweckmäßigerweise sind hierbei die Schwenkwellengehäuse in ihren den Lagerkonsolen mit Bezug auf die Schwenkachsen diametral
gegenüberliegenden Umfangsbereionen mit angeschweißten T-förmigen
Stützelementeη versehen, die der lösbaren Befestigung
eines parallel zum plattenförmigen Nabenkörper angeordneten Halteringes dienen« Desweiteren bildet es ein vorteilhaftes Merkmal
der Erfindung, daß die Schwenkwellenlagerungen in den der Lüfterdrehachse
zugewendeten Endabschnitten der Schwenkwellengehäuse aus doppelseitigen Schrägkugellagern und in den der Lüfterdrehachse
abgewendeten Endabschnitten aus Nadellagern gebildet sind.
Die einfache Form der Gehäuse für die Lüfterflügellagerung aus bevorzugt nahtlosem Rohr mit angeschweißten, nicht bearbeiteten
Konsolen an einem Ende und einem freien, dem Nabenverhältnis und der Lüftergröße in der Länge angepaßten freien
anderen Ende erfordert lediglich die Bearbeitung der Lagersitze. Diese sind in beiden Endabschnitten der Schwenkwellengehäuse
gleich und nehmen die Wälzlager mit den entsprechenden Abdichtungen
nach außen aufβ Die Lagerungen selbst bestehen aus Nadellagern
an der Flügeleinflußseite und aus doppelseitigen Schrägkugellagern
auf der Schwenkhebelseite. Die Lagerung der Flügel
ist hierdurch wesentlich verbessert und die Möglichkeit der Pittingbildung stark herabgesetzt.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil liegt darin, daß die
Dicke des Nabenkörpers durch einen weiteren, auf der entgegenge-
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setzten Seite befestigten Haltering herabgesetzt werden kann. Trotz der Materialverringerung wird durch diese Plattenkombination
eine äußerst steife schwingungsunempfindliche Nabenkonstruktion mit relativ einfachen Mitteln erreicht. Diese hat folglich
eine geringe Masse und erfordert nur ein kleines Anlaufmoment.
Der Nabenkörper behält im wesentlichen für alle Nabenverhältnisse den gleichen Durchmesser. Der gegebenenfalls entstehende
Spalt zwischen dem Umfang des Nabenkörpers und dem Ansatz
der Lüfterflügel kann durch einen Kreisring aus beispielsweise
verzinktem Blech gegen Luftdruckströmung abgedeckt werden. Neben der Entlastung des Nabenkörpers mit Bezug auf die Zentrifugalkräfte
ist mit dem Vorhandensein des zusätzlichen Halteringes
noch der Vorteil verbunden, daß die Einspannung der Schwenkwellengehäuse zwischen diesen beiden Körpern Schwingungen
in den Flügelblättern verhindert, so daß Dauerbrüche nicht eintreten
können.
Erfindungsgemäß ist jede spielfrei einstellbare Gestängeverbindung
zwischen einem plattenartigen Schwenkhebel und der Steuerseheibe in einer vertikalen Ebene angeordnet und aus einer
gelenkig mit dem Schwenkhebel und der Steuerscheibe verbundenen Doppellasche gebildet.
Diese bei Kleinlüftern verwendete Ausführungsform wird jedoch bei größeren Lüftern bevorzugt dahingehend weiter ausgestaltet,
daß jede spielfrei einstellbare Gestängeverbindung zwischen einem plattenartigen Schwenkhebel und der Steuerscheibe
in einer vertikalen Ebene angeordnet ist und zwei mit ihren einander abgewendeten Endabschnitten am Schwenkhebel und an der
Steuerscheibe gelenkig angeschlagene Doppellaschen aufweist, die mit ihren einander zugewendeten Endabschnitten einerseits im
mittleren Längenbereich und andererseits in einem Endabschnitt
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eines plattenartigen Zwischenhebels gelenkig angeschlagen sind,
der in dem anderen Endbereich über eine horizontale Schwenkachse an dem oberseitig der Schwenkwellengehäuse angeordneten Haltering angelenkt ist. Bevorzugt ist in diesem Zusammenhang die Gelenkachse zwischen der Doppellasche und der Steuerscheibe parallel
zu der entsprechenden Schwenkwellenachse in der Mittellängsebene der LUfterdrehachse angeordnet und die Schwenkachse zwischen der Doppellasche und der Steuerscheibe ist mittels einer Schraubverbindung parallel zur Lüfterdrehachse verlagerbar und spielfrei
einstellbar.
der in dem anderen Endbereich über eine horizontale Schwenkachse an dem oberseitig der Schwenkwellengehäuse angeordneten Haltering angelenkt ist. Bevorzugt ist in diesem Zusammenhang die Gelenkachse zwischen der Doppellasche und der Steuerscheibe parallel
zu der entsprechenden Schwenkwellenachse in der Mittellängsebene der LUfterdrehachse angeordnet und die Schwenkachse zwischen der Doppellasche und der Steuerscheibe ist mittels einer Schraubverbindung parallel zur Lüfterdrehachse verlagerbar und spielfrei
einstellbar.
Die insgesamt offene Bauart des erfindungsgemäßen Axial-Regellüfters
gestattet eine sehr einfache Ausbildung und Zugänglichkeit der Gestängeverbindung. Es werden sowohl abgekröpfte
Hebel als auch Kugelgelenkstangen vermieden, die zweiseitige Bewegungen aufnehmen müssen. Die Bewegung der Gestängeverbindungen erfolgt grundsätzlich nur in einer Vertikalebene, wobei die einzelnen Gelenkpunkte sich nur auf kreisförmigen Bahnen bewegen.
Hebel als auch Kugelgelenkstangen vermieden, die zweiseitige Bewegungen aufnehmen müssen. Die Bewegung der Gestängeverbindungen erfolgt grundsätzlich nur in einer Vertikalebene, wobei die einzelnen Gelenkpunkte sich nur auf kreisförmigen Bahnen bewegen.
Die Anordnung eines plattenartigen Zwischenhebels bei
größeren Lüftern ermöglicht es, trotz einem kleinen Schwenkhebel einen großen Hub des Stellzylinders auszunutzen,, Ferner ermöglicht dieser Zwischenhebel,den Angriffspunkt der Gestängeverbindung an der Steuerscheibe wieder in die Vertikalebene der zugehörigen Schwenkwellenlagerung zurückzuführen. Das Verbindungsgestänge selber kann weit nach der Mitte des Nabenkörpers hin konzentriert werden, so daß es einen geringen Abstand von der Lüfterdrehachse und der Steuerscheibe erhält. Der geringe Abstand
des Kraftangriffs an der Steuerscheibe ergibt kleine Biegungskräfte in der Steuerstange, welche bei ungleichmäßiger Reibungskraft in den Schwenkwellenlagerungen durch Lagerschaden oder
auch durch Fortfall der Verstellkräft eines Flügels durch Bruch
des Flügels entstehen können. Die einfache Ausbildung der einzelnen Laschen und Hebel gestattet eine wirtschaftliche Serienferti-
größeren Lüftern ermöglicht es, trotz einem kleinen Schwenkhebel einen großen Hub des Stellzylinders auszunutzen,, Ferner ermöglicht dieser Zwischenhebel,den Angriffspunkt der Gestängeverbindung an der Steuerscheibe wieder in die Vertikalebene der zugehörigen Schwenkwellenlagerung zurückzuführen. Das Verbindungsgestänge selber kann weit nach der Mitte des Nabenkörpers hin konzentriert werden, so daß es einen geringen Abstand von der Lüfterdrehachse und der Steuerscheibe erhält. Der geringe Abstand
des Kraftangriffs an der Steuerscheibe ergibt kleine Biegungskräfte in der Steuerstange, welche bei ungleichmäßiger Reibungskraft in den Schwenkwellenlagerungen durch Lagerschaden oder
auch durch Fortfall der Verstellkräft eines Flügels durch Bruch
des Flügels entstehen können. Die einfache Ausbildung der einzelnen Laschen und Hebel gestattet eine wirtschaftliche Serienferti-
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gung. Die spielfreie Lagerung der einzelnen Gelenkstellen wird
dabei bevorzugt durch dauergeschmierte Nadellager hergestellt.
Auch ist der Angriffspunkt an der Steuerscheibe der Gestängeverbindung
spielfrei einstellbar. Hierdurch ist es möglich, Bautoleranzen auszugleichen, um eventuelle Herstellungsungenauigke
iten und dadurch .bedingte Einste llungsungenauigke iten an den Flügelspitzen auszugleichen. Außerdem kann eine Nachstellung des
negativen Flügelwinkels erfolgen, der wegen des unterschiedlich großen Einflusses des natürlichen Zuges innerhalb der Lüfteranlagen
nicht'von vornherein genau festzulegen ist.
Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der Erfindung kennzeichnet
sich dadurch, daß zwischen dem radial außen liegenden Endflanseh jedes Schwenkwellengehäuses und dem zugeordneten Flüge
If lansch eine Blechplatte eingeklemmt ist, die in ihren über den Umfang der Flansche hervorstehenden Bereichen mit einstellbaren
Gewichten versehen ist. Diese Blechplatte ist lediglich durch Montagehilfsschrauben gehalten und ermöglicht zur Verringerung
der Yerstellkräfte der einzelnen Flügelwinkel, einstellbare
Gewichte anzubringen. Im Rahmen der Erfindung ist es weiterhin möglich, anstelle des auf der dem Nabenkörper abgewendeten Seite
des Lüfterantriebs angeordneten Stellzylinders einen elektrischen Antrieb vorzusehen. Dieser besteht aus einem entsprechenden Motorgetriebe
mit angebautem Schaltkasten, in den der Positioner eingebaut ist. Bei dieser Anordnung empfiehlt sich darüber hinaus
der Einbau von Ausgleichsgewichten zur Entlastung der Lagerungen der Hohlwelle und der Schubeinheit sowie des Drehwandlers.
Die Erfindung ist anhand von in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispielen nachstehend näher beschrieben. Es zeigen:
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Fig«, 1 im Schema einen Axial-Re gel lüfter der
erfindungsgemäßen Bauart sowie dessen Antriebs- und Regelungsteil in Ansic hts
Fig. 2 in vergrößerter Darstellung in Draiaf-
sicht, teilweise im Schnitt 3 die Lüfternabe
der Fig. 1 mit Schwenkwellenlagerungen;
Fig. 3 in vergrößerter Darstellung eine Ansieht
gemäß dem Pfeil X der Fig. 2 bei um 90° zueinander versetzten Schwenkwellenlagerungen,
wobei auf der linken Seite der Lüfterdrehachse die eine Endstelliang und
auf der rechten Seite die andere Eraästellung
der Flüge!verschwenkung dargestellt
ist j
Fig. 4 in vergrößerter Darstellung einen Yertikalschnitt
gemäß der Linie IV-IY der Fig*
2, wobei auf der linken Seite der lüfterdrehachse
die eine Endstellung und anaf der rechten Seite die andere Endstelliang
t der Flüge!verschwenkung dargestellt 1st3
Fig. 5 eine andere Ausführungsform im Bereich.
des Lüfterantriebs, entsprechend der Darstellung
der Fig. 4; der Lüfter selber
entspricht der Ausführungsform der Fig»
4 und
Fig. 6 eine der Fig. 4 entsprechende Darstellung gemäß einer weiteren Ausführiangsform
eines Regellüfters.
In Fig. 1 ist ein Axial-Regellüfter 1 dargestellt;, der
von einem Elektromotor 2 über einen Keilriementrielb 3 angetrieben
wird«, Der Lüfter dreht sich innerhalb eines Uafterlanfringes
4, welcher gegenüber dem Lüfterantrieb 2, 3 bis auaf einen Durch-
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bruch 6 für den Elektromotor 2 durch ein Schutzgitter 5 abgetrennt
ist. Bei der Verwendung eines entsprechend ausgebildeten Elektromotors
kann der Druchbruch 6 auch fortfallen. Die Halterung des Lüfter lauf ringe s 4 sowie des Lüfterantriebs 2, j5 erfolgt über
eine am Lagergehäuse 8 des Lüfters befestigte Dreipunktaufhängung
7j welche um 120° umfangsseitig zueinander versetzt angeordnet
ist.
Die abtreibende Keilriemenscheibe 1} des Keilriementriebs 3 ist auf einer Antriebshohlwelle 12 befestigt, welche durch das
Lüfterlagergehäuse 8 geführt und irifc der Nabe I^ des Lüfters drehfest
verbunden ist. Der Keilriementrieb 3 ist durch einen Schutzkorb 15 gegen unbeabsichtigtes Hineingreifen abgeschirmt.
Der Axiallüfter der Fig» 1 besitzt ferner eine Verstellvorrichtung
9, mit der die Flügel 10 um ihre Längsachse verschwenkt werden können. Die Verstellvorrichtung 9 ist auf der
dem Lüfter 1 abgewendeten Seite des LUfterantriebs 2, 3 in axialer
Verlängerung der Lüfterdrehachse 14 angeordnet und aus pneumatisch beaufschlagten Kolben-Zylinder-Elementen gebildete Anstelle von
Arbeitsluft kann auch Arbeitshydraulik treten. Die Verstellvorrichtung
9 liegt folglich außerhalb des Schutzgitters 5 und ist
dadurch auch bei laufendem Lüfter jederzeit zugänglich.
Die Ausbildung der Lüfternabe I3 geht im einzelnen aus
den vergrößerten Darstellungen der Fig. 2 und 3 hervor. In der Fig. 3- zeigt dabei mit Bezug auf die Lüfterdrehaehse 14 die linke
Seite die eine Endstellung und die rechte Seite die andere Endstellung der Lüfterverschwenkung, Außerdem ist auf der linken
Seite der Nabenflansch in Ansicht dargestellt., während er auf
der rechten Seite fortgelassen ist.
Der Nabenkörper besteht aus einer flachen kreisringförmigen
Platte 16 mit beiderseits im wesentlichen ebenen Oberflächen.
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Die Platte 16 ist mit dem Endflansch 17 der Antriebshohlwelle 12
drehfest verbunden. Der Endflansch I7 greift dabei mit einem
Zentrierkranz 18 in eine mittlere kreisrunde Ausnehmung I9 des plattenartigen Nabenkörpers 16 ein,
Auf der dem Lüfterantrieb abgewandten Seite 20 des Nabenkörpers 16 sind Schwenkwellengehäuse 21 zur drehbaren Lagerung
der Flügel 10 strahlenförmig befestigt. Es sind sechs Schwenkwellengehäuse vorgesehen. Es können aber auch mehr oder weniger Gehäuse
vorgesehen sein. Die Befestigung der Gehäuse erfolgt mittels Lagerkonsolen 22, welche im äußeren Umfangsbereich des
Nabenkörpers 16 aufgeschraubt sind. Die Lagerkonsolen 22 sind mit den Schwenkwellengehäusen 21 verschweißt. Die Schwenkwellengehäuse
21 bestehen aus glatten zylindrischen Teilen, welche vorzugsweise aus Profilmaterial abgeteilt sind. Die Schwenkwellengehäuse
21 können für verschiedene Typengrößen ausgelegt werden, so daß es lediglich für größere Lüfter notwendig sein wird,
'längere, gegebenenfalls im Durchmesser größere, Schwenkwellengehäuse
und eventuell auch einen Nabenkörper 16 mit einem größeren Außendurchmesser zu verwenden.
Zur Erhöhung der Stabilität der Nabe Ij5 sind in den mit
Bezug auf die Schwenkwellenachsen 25 den Lagerkonsolen 22 diametral
gegenüberliegenden Umfangsbereichen der Schwenkwellengehäuse 21 T-förmige Stutzelemente 24 aufgeschweißt. Die Stützelemente
24 sind mit einem mittleren Steg parallel zur Längsachse 23 der
Schwenkwellengehäuse 21 befestigt und tragen auf ihren dem Lüfterantrieb 2, 3 abgewandten Stirnflächen einen Haltering 25, welcher
durch Schrauben befestigt ist. Die Breite des Halteringes 25 entspricht
etwa der Länge der Stutzelemente 24»
Die Lagerung der Schwenkwellen 26 zeigt die Fig. 2. Hier ist zu erkennen, daß die Lagerung in den der Lüfterdrehaehse 14
zugewendeten Endabschnitten der Schwenkwellengehäuse 21 aus
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Schrägkugellagern 27 und in den den Flügeln 10 zugewendeten Endabschnitten
aus Nadellagern 28 besteht.
Die Schwenkwellen 26 besitzen flügelseitig einen Flansch 29, der mit einem Flansch 30 der Flügel verschraubbar ist. Zwischen
den beiden Flanschen 29 und 30 kann eine Blechplatte 3I
eingeklemmt werden, die umfangsseitig mit verlagerbaren und einstellbaren
Gewichten 32 versehen werden kann.
Auf den der Lüfterdrehachse 14 zugewendeten Endabschnitten
der Schwenkwellen 26 ist jeweils ein plattenartiger Schwenkhebel 33 drehfest aufgesetzt. Die Ebene des Schwenkhebels liegt
parallel zur Lüfterdrehachse 14. Jeder Schwenkhebel 33 ist in
seinem freien Endabschnitt an eine Gestängeverbindung 34 angelenkt,
die andererseits an einer parallel zum Nabenkörper 16 angeordneten Steuerscheibe gelenkig angeschlagen ist. Die Ausbildung
der Gestängeverbindung 34 geht insbesondere aus der Fig.
3 auf der rechten Seite der Lüfterdrehachse 14 hervor.
An den freien Endabschnitt des Schwenkhebels 33 ist eine
Doppellasche ^6 angelenkt, die mit ihrem anderen Endabschnitt
etwa im mittleren Längenbereich eines Zwischenhebels 37 gelenkig angeschlagen ist. Der Zwischenhebel 37 ist in einem Endabschnitt
in einem Lagerbock 38 schwenkbar gelagert, der seinerseits auf
der Oberseite des Halteringes 25 befestigt" ist. Der andere Endabschnitt
des Zwischenhebels 37 ist mit einer Doppellasche 39
schwenkbar gekuppelt, die in ihrem anderen Endabschnitt mit einer an der Steuerscheibe 35 festlegbaren Schraubverbindung 40 gelenkig
verbunden ist. Die Schraubverbindung 40 dient der Nachstellung der Gestängeverbindung zum Zwecke der Eleminierung von beispielsweise
Bautoleranzenβ Die Steuerscheibe 35 kann plattenartig
ausgebildet sein, wobei auf der Unterseite Querrippen angeordnet sind, die der Versteifung der Steuerscheibe dienen. Die
Lagerungen innerhalb der Gestängeverbindung 34 bestehen aus dauer-
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geschmierten Nadellagern» Bei kleineren Lüftern können auch Gleitlager
vorgesehen sein.
Die Endstellungen bzw. Zwischenstellungen der Flügelverschwenkungen
werden mittels einer Verstellvorrichtung 9 erzielt, die in der Fig. 1 schematisch dargestellt ist und anhand der
Figi 4 noch näher erläutert werden wird. Das Ausgangsglied dieser Verstellvorrichtung 9 bildet eine zentrale Steuerstange 41, die
sowohl das Lagergehäuse 8 als auch einen auf der dem Lüfterantrieb
2, 3 abgewendeten Seite 20 des Nabenkörpers 16 befestigten Nabenflansch 42 in Längsrichtung durchsetzt« Endseitig ist die
Steuerstange mit der Steuerscheibe 35 zug· und druckfest verbunden.
Die axiale Zwangsführung der Steuerscheibe 35 wird durch zwei Führungsstangen 43 gewährleistet, die mit Bezug auf die
Lüfterdrehachse 14 einander diametral gegenüberliegend vorgesehen sind. Die Führungsstangen 43 sind beim Ausführungsbeispiel der
Fig. 3 an einer Zwischenplatte 44 befestigt, die ihrerseits auf
dem Nabenflansch 42 festgelegt ist. Die freien Endabschnitte der Führungsstangen 43 durchgreifen Zwangsführungsausnehmungen 45 in
der Steuerscheibe 35, wobei diese Zwangsführungsausnehmungen von Buchsen gebildet werden, die in der Steuerscheibe verstellbar
gelagert sind. Hierdurch ist es möglich, die Steuerscheibe verklemmungsfrei auf die Längsachsen der Führungsstangen 43 einzustellen;
Die Führungsstangen sind in den Buchsen spielfrei geführt.
Wie aus der Fig. 4 zu erkennen ist, kann der Nabenflansch 42 aus zwei im Abstand voneinander angeordneten Führungsplatten
46 bestehen. Der Abstand zwischen den beiden Führungsplatten 46 wird durch Distanzstege 47 bewirkt, die umfangsseitig verteilt
angeordnet sind. Die untere Führungsplatte 46 besitzt einen Zentrierkranz 48, der in die mittlere kreisrunde Ausnehmung I9
des Nabenkörpers 16 spielfrei eingepaßt ist. Die Führungsplatten 46 besitzen mittlere Führungsausnehmungen 49,für die zentrale
Steuerstange 41„
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Wie bereits anhand der Fig. 1 erläutert., durchsetzt die
zentrale Steuerstange 41 das Lagergehäuse 8 für den Lüfter und
auch die am anderen Ende des Lagergehäuses 8 vorgesehene Keilriemenscheibe Il des Keilriementriebs J, Die Keilriemenscheibe
11 ist auf dem Endabsehnitt der Antriebshohlwelle 12 befestigt.
Die Antriebshohlwelle besitzt hier einen Flansch 50, der der Befestigung eines Stellzylinders 5I dient.
Der Stellzylinder 5I kann mit Arbeitsluft, oder mit Arbeitshydraulik beaufschlagt werden. Der Stellzylinder wird von
einem Längenabschnitt der Steuerstange 41 durchsetzt, welcher
hier luft- bzw, flüssigkeitsleitend ausgestaltet ist. Diese Ausgestaltung besteht in einer Längsbohrung 52, in die mit Abstand
zu den "Wandungen der Längsbohrung ein Rohr 53 eingesetzt ist.
Hierdurch entstehen zwei kanalartige Zuleitungen., wobei eine über
eine Austrittsbohrung auf der einen Seite· des Stellzylinderkolbens
54 und die andere auf der anderen Seite des Stellzylinderkolbens
5^ in die Arbeitsräume des Zylinders mündet«
An dem aus dem Stellzylinder 5I herausragenden Ende der
Steuerstange 41 ist die Medienzuführung angebracht. Diese besteht beim Ausführungsbeispiel aus einem Zuführungsstück 55, welches
aus einem drehenden und einem nicht drehenden Teil besteht. Der nicht mitdrehende Teil des Zuführungsstückes 55 wird durch eine
Drehsicherung gehalten und ist über flexible Leitungen 56 mit
einem Stellmacher 57 verbunden. Ferner ist an dem nicht drehenden Teil des Zuführungsstückes 55 ein Hebel 58 angelenkt, der über
die Achse 59 des Stellmachers 57 die Stellung des Stellzylinderkolbens
54 und damit den Jeweiligen Flügelschwenkwinkel kraftschlüssig
aufgibt. Durch Änderung der Länge des Hebels 58, beispielsweise durch Abstandsänderung des Stellmachers 57 zu der
Lüfterdrehachse, läßt sieh der Steuerbereich ändern. Durch Änderung
der Einbaulage des Stellmachers 57, wobei die Bewegungsrich-
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tung des Hebels 58 in bezug auf die Achse 59 des Stellmachers
umgedreht ist, kann die Wirkungsrichtung nach minimalem oder maximalem Flügelwinkel bei Ausfall des Steuermediums geändert
werden. Dies hat zur Folge, daß im Stellmacher 57 der Druckunterschied
des Arbeitsdruckes auf den beiden Seiten des Kolbens 54
entsprechend einem vorgegebenen Steuerdruck so lange verändert wird, bis der Hebel 58 die Erreichung der geforderten, dem Steuer
druck exakt entsprechenden Flügelstellung wieder zurückmeldet. In die flexiblen Leitungen 56 können Membranventile 60 eingebaut
werden, die bei Unterschreitung eines auf die Membran wirkenden Arbeitsvordruckes die beiden Zuführungen für die Kolbenseiten
abschließen.
Zwischen dem Zuführungsstück 55 und dem Stellzylinder 5I
sind Kontermuttern 61 vorgesehen, mit deren Hilfe,d.h. Längsverschiebung, die maximale Verschwenkung der Flügel 10 festgelegt
werden kann«
Bei dem Ausführungsbeispiel des Lüfters der Fig. 5 entspricht die Ausgestaltung der Nabe I^ derjenigen der Ausführungsform der Fig. 4, so daß deren Darstellung nicht nochmal notwendig
ist. Der Stellzylinder 5I ist hierbei an einem Gehäuse 62 angeflanscht
und über nicht näher dargestellte Mittel gegen Verdrehung gesichert. Das Gehäuse 62 umschließt einen Schubkolben
der über entsprechend ausgebildete doppelte Schrägkugellager 64 zwar die Axialbewegung der Steuerstange 41 spielfrei aufnimmt,,
deren Drehbewegung aber von dem nicht mitumlaufenden Längenabschnitt der Steuerstange fernhält, der den Stellzylinder 5I axial
durchsetzt.
Die Steuerstange ist bei diesem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 nicht kanalisiert. Die Medien werden von dem Stellmacher
57 über flexible Leitungen 56 direkt zu den Zylinderräumen beider seits des Stellzylinderkolbens 54 geführt. Die Justierung von
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o, 243372?
dt) -
Maximal- und Minimalstellung erfolgt mit Hilfe der endseitig
der Steuerstange angeordneten Mutter 65 und weiteren Kontermuttern
66 im Endabschnitt von am Zylinder 51 befestigten Stellstangen
67. Mit Hilfe der Mutter 65 kann am Ende der Steuerstange 41 eine Traverse 68 befestigt werden, die mit dem zu dem Stellmacher
57 gehörenden Hebel 58 gelenkig verbunden ist. Die Wirkungsweise des Stellmachers und dessen Eigenschaften entsprechen denjenigen
der Ausführungsform der Fig. 4.
Das Gehäuse 62 ist wegen des Keilriementriebs 3 über einen
Drehwandler 69 an die mitdrehende Keilriemenscheibenkupplung angeschlossen. Die Verstellkräfte verlaufen hierbei von der Nabe
I5 über die Antriebswelle 12, über die Lager der Schubeinheit
und des Drehwandlers. Es ist daher zweckmäßig, hierbei die Verstellwege
und -kräfte in bestimmten Grenzen zu halten» Deshalb
kann die Anordnung von Ausgleichsgewichten erforderlich sein. Möglich ist dabei eine Abstimmung für alle Lüftergrößen durch
entsprechende Größe dieser Ausgleichsgewichte, so daß stets eine annähernd gleiche Verstellkraft übrigbleibt und somit ein Stellzylinder
51 gleicher Größe für alle Lüftertypen vorgesehen werden
kann.
Die Ausführungsform der Fig. 6 entspricht weitgehend derjenigen der Fig. 4, wobei lediglich der Stellzylinder 5I nunmehr
den Nabenflansch 42 bildet. Die Nabe I5 entspricht sonst völlig
der Ausbildung gemäß den Fig. 2 bis 5.
Auch der Stellzylinder 51 ist mit einem Zentrierkranz 70
in die kreisrunde mittlere Ausnehmung I9 des Nabenkörpers 16 spielfrei eingepaßt und an dem Nabenkörper festgelegt«, Die
Steuerstange 41 ist hierbei auf dem wesentlichsten Teil ihrer Länge kanalisiert, entsprechend der Ausbildung der Fig. 4. Die
Verstellvorrichtung 9 ist somit gewissermaßen auf beide Seiten des Lüfterantriebs auseinandergezogen, wobei die Wirkungswise des
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Stellmachers 57 und des ZuführungsStückes 55 ebenfalls derjenigen
entspricht, die anhand der Ausführungsform der Fig. 4 besehrieben
worden ist«, Auch bei dieser Darstellung ist auf der rechten Seite
der Lüfterdrehachse 14 die eine Endstellung und auf der linken
Seite die andere Endstellung der Flügelverschwenkung bzwo der
die Flüge!verschwenkung bewirkenden Bauelemente dargestellt.
Seite die andere Endstellung der Flügelverschwenkung bzwo der
die Flüge!verschwenkung bewirkenden Bauelemente dargestellt.
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Claims (24)
- PATENTANWÄLTEDR-ING. W. STUHLMANN — DIPL.-ING. R. WlLLERTDR.-1NG. P. H,plDTMANN 2433727AKTEN-NR. 375/25III ...... 463 BOCHU M, 11.7,1974 XR/htλ- PostschlleQfach 245OIhr Zeichen · «¥θ* Fernruf 0 2321/14061Bergstraße 159 GEA LliftkÜhlergeSellSChaft Telegr.: StuhlmannpatentHappel GmbH & Co. KG, BochumPatentansprüche:iJ Axial-Rege!lüfter mit um ihre Längsachsen schwenkbaren Flügeln, deren Schwenkwellen mittels Wälz- oder Gleitlager jeweils in einem eigenen, auf einem gemeinsamen Nabenkörper befestigten Gehäuse axial unversehieblich gelagert sind, wobei die der Lüfterdrehachse zugewendeten Endabschnitte aller Schwenkwellen über starr, jedoch lösbar mit ihnen verbundene Schwenkhebel im Sinne einer Flüge!verschwenkung unter den Einfluß einer Verstellvorrichtung mit zentraler Steuerstange gestellt sind, dadurch gekennzeichnet , daß der Nabenkörper (16) aus einer flachen kreisringförmigen Platte mit beiderseits im wesentlichen ebenen Oberflächen gebildet ist, auf deren dem Lüfterantrieb (2, 3) abgewandten Seite (20) die Schwenkwellengehäuse (21) unter gleichmäßiger umfangsseitiger Versetzung strahlenförmig aufgesetzt und die mit den Schwenkwellen (2.6) starr verbundenen Schwenkhebel (33) über spielfrei einstellbare Gestängeverbindungen (34) mit einer endseitlg der zentralen Steuerstange (41) befestigten, mit Bezug auf den Nabenkörper (16) axial zwangsgeführten Steuerscheibe (35) verbunden sind.
- 2. Regellüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwangsführung der Steuerscheibe (35) von mindestens einer s vorzugsweise zwei* an einem zentrisch auf dem kreisringförmigen Nabenkörper (16) aufgesetzten Nabenflansch (42) parallel zur Lüfterdrehachse (14) befestigten Führungsstangen (43) gebildet ist, die mit ihren freien Endabschnitten entsprechende Zwangsführungsausnehmungen (45) in der platten-509885/0164■Ά-artigen, unterseitig durch Querrippen versteiften Steuerscheibe (35) durchsetzen.
- 3o Regellüfter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwangsführungsausnehmungen (45) in der Steuerscheibe (55) mit Bezug auf die Mittellängsachsen der Führungsstangen (43) einstellbar sind.
- 4 ο Regellüfter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Nabenflansch (42) über einen dem Lüfterantrieb (2, 3) zugewendeten Zentrierkranz (48, 70) in eine kreisrunde zentrale Ausnehmung (I9) des plattenartigen Nabenkörpers (16) spielfrei eingepaßt und umfangsseitig mit diesem verschraubt ist.
- 5. Regellüfter nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Nabenflansch (42) aus einem pneumatisch oder hydraulisch beaufschlagbaren Stellzylinder (51) gebildet ist, der von der in beiden Stirnwänden gelagerten und innenseitig mindestens auf einem Teil ihrer Längserstreckung luft- bzw. flüssigkeitsleitend ausgebildeten Steuerstange (41) axial durchsetzt ist«,
- 6„ Regellüfter nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die im Stellzylinder (51) mit dem Kolben (54) verbundene Steuerstange (41) Bestandteil einer Zentral* vers-tellung mit einer am plattenförmigen Nabenkörper (16) befestigten, die Steuerstange (41) umschließenden Antriebshohlwelle (12) bildet.
- 7. Regellüfter nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß in Längsrichtung der Steuerstange (41) zwei voneinander unabhängige luft- bzw, flüssigkeitsleitende Kanäle vorgesehen sind, die auf beiden Seiten des Stell-509885/0164zylinderkolbens (54) in den Stellzylinder (5I) münden.
- 8. Regellüfter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichne t , daß die luft- bzw. flüssigkeitsleitenden Kanäle von einer die Steuerstange (41) auf mindestens einem Teil ihrer axialen Länge durchsetzenden zentralen Bohrung (52) und einem in die Bohrung (52) mit Abstand zu den Bohrungswänden gelagerten Innenrohr (53) gebildet sind.
- 9. Regellüfter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß das antriebsseitige Ende der Steuerstange (41) mit Mitteln zur Hubbegrenzung (z.B, 61) und einem Zuführungsstück (55) für das Arbeitsmedium versehen ist, das über eine entsprechende Dichtung die Kupplung zwischen der Steuerstange (41) und einem über flexible Leitungen (56) und Einstellhebel (58) mit dem Zuführungsstück (55) verbundenen, durch eine Drehsicherung gehaltenen Stellmacher (57) bildet«
- 10. Regellüfter nach Anspruch 2, dadurch g e kennzeiohne t , daß der Nabenflansch (42) aus zwei im Abstand voneinander angeordneten Führungsplatten (46) für die Steuerstange (41) und die Führungsplatten (46) voneinander im Abstand haltenden Distanzstegen (47) gebildet ist.
- lle Regellüfter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die im Abstand von dem plattenartigen Nabenkörper (16) angeordnete Führungsplatte (46) mindestens zur mittelbaren Befestigung der Führungsstangen (4^) vorgesehen ist.
- 12. Regellüfter nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit luft- bzw, flüssigkeitsleitenden Kanälen versehener Längenabschnitt der Steuerstange (41) auf der dem Nabenkörper (16) abgewendeten Seite des§09885/0164* 3/f-Lüfterantriebs (2, 3) vorgesehen ist und einen hier angeordneten Stellzylinder (51) axial durchsetzt.
- 13. Regellüfter nach Anspruch 12, dadurch . g e kenn "z-eich η e t , daß das aus dem Stellzylinder (51) austretende Ende der kanalisierten Steuerstange (41) mit Mitteln zur Hubbegrenzung (z.B. 61) und einem Anschluß für das Zuführungsstück (55) des Arbeitsmediums versehen ist, das über eine entsprechende Dichtung die Kupplung zwischen der Steuerstange (41) und einem über flexible Leitungen (56) und Einstellhebel (58) mit dem Zuführungsstück (55) verbundenen, durch eine Drehsicherung gehaltenen Stellmacher (5.7) bildet«,
- 14. Regellüfter nach Anspruch 10 und 11, dadurch ge kennze lehne t , daß auf der dem Nabenkörper (16) abgewendeten Seite des Lüfterantriebs (2, 3) ein Stellzylinder (51) unter Zwischenschaltung eines Gehäuses (62) für eine Schubeinheit nicht drehend angeordnet ist, wobei der nicht mitdrehende Kolben (63) der Schubeinheit über einen Drehwandler (64) mit der nicht kanalisierten Steuerstange (41) verbunden ist»
- 15. Regellüfter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß Mittel (z.B. 65» ^>6) zur Hubbegrenzung der Steuerstange (41) und Halterungen für einen Stellmacher (57) endseitig des Stellzylinders (5I) vorgesehen sind«
- 16. Regellüfter nach Anspruch 9 j I3;oder I5, dadurch gekennzeichnet , daß der Stellmacher (57) oder ein entsprechendes hydraulisches Steuerventil mit Einstellhebel hinsichtlich des Abstandes zur Lüfterdrehachse (14) verlagerbar ist»
- 17 ο Regellüfter nach Anspruch 9, I3 oder I5, dadurch gekennzeichnet , daß der Stellmacher (57) mit Bezug auf seine Drehachse (59) gegenüber der Längsachse der Steuerstange (41) verlagerbar ist.509885/0164
- 18. Regellüfter nach Anspruch 9 oder I3, dadurch ge k e η η ζ e i c h. η et s . daß in die Zuleitungen (56) für das Arbeitsmedium je ein membrangesteuertes Blackventil (60) eingegliedert ist. . ·
- 19. Regellüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkwellengehäuse (21) rohrartig mit absatzloser äußerer Oberfläche ausgebildet und über im Bereich ihrer der Lüfterdrehachse (14) zugewendeten Endabschnitte angeschweißte Lagerkonsolen (22) im äußeren Umfangsbereich des plattenförmigen Nabenkörpers (16) angeschraubt sind«
- 20. Regellüfter nach Anspruch I9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkwellengehäuse (21) in ihren den Lagerkonsolen (22) mit Bezug auf die Schwenkachsen (23) diametral gegenüberliegenden Umfangsbereichen mit angeschweißten T-förmigen Stützelementen (24) versehen sind, die der lösbaren Befestigung eines parallel zum plattenförmigen Nabenkörper (16) angeordneten Halteringes (25) dienen.
- 21. Regellüfter nach Anspruch 1, 19 oder 20, dadurch gekennze ichnet, daß die Schwenkwellenlagerungen in den der Lüfterdrehaehse (14) zugewendeten Endabschnitten der Schwenkwellengehäuse (21) aus doppelseitigen Schrägkugellagern (27) und in den der Lüfterdrehaehse (14) abgewendeten Endabschnitten aus Nadellagern (28) gebildet sind.
- 22. Regellüfter nach Anspruch I3 dadurch gekennzeichnet, daß jede spielfrei einstellbare Gestängeverbindung (31O zwischen einem plattenartigen Schwenkhebel (33) und der Steuerscheibe (35) in einer vertikalen Ebene angeordnet und aus einer gelenkig mit dem Schwenkhebel (55) und der Steuerscheibe (35) vejbundenen Doppellasche gebildet ist.509885/0164
- 23. Regellüfter nach Anspruch 1 und 20, dadurch gekennzeichnet, daß jede spielfrei einstellbare Gestängeverbindung (3^) zwischen einem plattenartigen Schwenkhebel (33) und der Steuerscheibe (35) in einer vertikalen Ebene angeordnet ist und zwei mit ihren einander abgewendeten Endabschnitten am Schwenkhebel (33) und an der Steuerscheibe (35) gelenkig angeschlagene Doppellaschen (36 bzw0 39) aufweist, die mit ihren einander zugewendeten Endabschnitten einerseits im mittleren Längenbereich und andererseits in einem Endabschnitt eines plattenartigen Zwischenhebels (37) gelenkig angeschlagen sind, der in dem anderen Endbereich über eine horizontale Schwenkachse an dem oberseitig der S ο hwenkwe He nge häuse (21) angeordneten Haltering (25) angelenkt ist.
- 24. Regellüfter nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkachse zwischen" der Doppellasche (39) und der Steuerscheibe (35) parallel zu der entsprechenden Schwenkwellenachse (23) in der Mittellängsebene der Lüfterdrehachse (14) angeordnet ist.25β Regellüfter nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet , daß die Schwenkachse zwischen der Doppellasche (39) und der Steuerscheibe (35) mittels einer Schraubverbindung (4θ) parallel zur Lüfterdrehachse (14) verlagerbar und spielfrei einstellbar ist.26c Regellüfter nach Anspruch 1, dadurch g e kennze ichne t , daß zwischen dem radial außen liegenden Endflansch (29) jedes Schwenkwellengehäuses (21) und dem zugeordneten Flügelflansch (30) eine Blechplatte (31) eingeklemmt ist, die in ihren über den Umfang der Plansche (29, y$)h&wovstehenden Bereichen mit einstellbaren Gewichten (32) versehen ist.509885/0164
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