DE2453693A1

DE2453693A1 - Klimageraet

Info

Publication number: DE2453693A1
Application number: DE19742453693
Authority: DE
Inventors: Peter Engler
Original assignee: Luwa Ltd
Current assignee: Luwa Ltd
Priority date: 1973-11-21
Filing date: 1974-11-13
Publication date: 1975-05-22
Also published as: JPS5085134A; GB1494094A; US4031951A; ES432367A1; CH574084A5; FR2251784A1; IT1025339B

Description

L u w a A G , Zürich

>- (Schweiz)

.K .1 i. m a. .g. .e. r. ä. t

Die Erfindung betrifft ein Klimagerät, das eine Mehrzahl von Luftdurchlässen beherrschende Klappen aufweist, sowie einen Stellmotor und Uebertragungsmxttel, um diese in einer vorbestimmten Folge zu betätigen.

Bei einer bekannten Konstruktion eines als Induktionsklimagerät ausgebildeten Gerätes dieser Art sind die Klappen über je einen Hebel und je eine Schubstange mit einem gemeinsamen Schubmotor verbunden. Die Hebel sind über Klemmverbindungen mit den Klappen bzw. ihren Drehachsen verbunden. Bei der Montage des Gerätes müssen die Klappen und Klemmhebel eingestellt und hierauf die Klemmverbindungen angezogen werden, was relativ viel Zeit in Anspruch nimmt. Trotzdem ist nicht gewährleistet, dass die Klappenbewegungen in der beabsichtigten Folge innerhalb des am Schubmotor zur Verfügung stehenden Hubes abspielen.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die erwähnten Nachteile zu vermeiden und ein Klimagerät zu schaffen, bei dem in jedem Fall die gewünschte Sequenz der Klappenbewegung gewährleistet ist und bei dem die Montage des Antriebes rasch und einfach vor sich geht.

Das erfindungsgemässe Klimagerät zeichnet sich dadurch aus, , dass die Uebertragungsmittel Zahnräder sowie mit diesen in vorbestimmten Bereichen zusammenwirkende Mitnahmeelemente aufweisen, welche letzteren mit den Klappen drehstarr verbunden sind. . - -

Die Vorteile der Erfindung bestehen unter anderem darin, dass die gewünschte Sequenz der Klappenbewegung durch die Zahnräder für alle Geräte die gleiche ist und sich während des Betriebes nicht verstellen kann, dass der Antrieb rasch und. einfach montiert und preisgünstig hergestellt werden kann. Ferner ist es durch die Verwendung der Zahnräder auf einfache Weise möglich, für den Antrieb auch einen Stellmotor mit Drehbewegung statt Schubbewegung zu verwenden. Besonders bei der elektrischen Ausführung ist ein Motor mit Drehbewegung billiger als ein Schubmotor. Dadurch kann der Klappenantrieb bei kleinen Klimaanlagen preisgünstiger elektrisch statt pneumatisch ausgebildet werden. Ferner ist es möglich, die Klappen mehrerer Geräte durch einen einzigen Stellmotor antreiben zu lassen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Induktionsklimagerätes dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1, einen Schnitt durch ein Induktionsklimagerät,

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Fig. 2, eine schematische Darstellung des Antriebes für das Induktionsklimagerät in Fig. 1,

Fig. 3, ein Detail des Klappenantriebes, und zwar die Verbindung Klappe-Zahnrad.

In der Zeichnung ist mit 10 das Gehäuse eines Induktions-Klimagerätes bezeichnet, das zwei im Winkel zueinander angeordnete Wärmetauscher 12, 14 und eine zwischen den Wärmetauschern angeordnete By-pass- oder Eintrittsöffnung 16 für unbehandelte Sekundärluft aufweist. Eine Primärluftkammer 24 ist in der Mitte des Gehäuses 10 angeordnet und durch ein Rohr 25 mit einer Luftaufbereitungsanlage verbunden. Der Oberteil der Primärluftkammer 24 ist im Querschnitt trapezförmig gestaltet und trägt Düsen 27. Die zentrale Lage der Primärluftkammer 24 ermöglicht, dass die wahlweise durch einen der beiden Wärmetauscher 18 bzw. 20 und/oder die By-pass-Oeffnung 16 eintretende Sekundärluft die Primärluftkammer 24 allseits ,umströmen kann, was einen hohen Induktionsgrad ergibt.

Der Wärmetauscher 14 liegt waagrecht im unteren Teil des Gehäuses und ist an. ein Warmwassernetz angeschlossen. Der Wärmetauscher 14 weist eine Klappe 22 auf, die an ihrem einen Ende •um eine Achse 23 drehbar gelagert ist. Die Achse 23 ist am freien Ende eines Leitbleches 17 angeordnet, das sich von der rechten inneren Ecke des Wärmetauschers 14 schräg nach innen erstreckt. Die Klappe 22 verschliesst in ihrer einen Endstellung des Austritt aus dem Wärmetauscher 14 und liegt dazu an einer Wand des Gehäuses 10 an. In ihrer andern Endstellung liegt die Klappe 22 an der Primärluftkammer 24 an und verschliesst dadurch die By-pass-Oeffnung 16.

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Der Wärmetauscher 12 steht senkrecht in der Frontwand des Gehäuses und ist an ein .Kaltwassernetz angeschlossen. Der Wärmetauscher 12 weist zwei Klappen 18/ 20 auf, welche um Achsen 19, 21 drehbar angeordnet sind» Die Achse 19 ist an einem Ende der Klappe- 18 und im Bereich der inneren unteren Ecke des Wärmetauschers 12 angeordnet. Die Klappe 18 verschliesst in ihrer einen Endlage den ihr zugeordneten Austritt aus dem Wärmetauscher 12 teilweise und liegt dazu an der Primär luftkammer 24 an. In ihrer andern Endlage gibt die Klappe 18 den Austritt aus dem Wärmetauscher 12 frei und sperrt die Oeffnung 16 ab und liegt dazu an der Klappe 22 des Wärmetauschers 14 an.

Die Achse 21 ist im Mittelteil der Klappe 20 angeordnet. Die Klappe 20 verschliesst in ihrer einen Endlage den ihr zugeordneten Austritt aus dem Wärmetauscher 12 und liegt dazu mit einem Schenkel an der Primärluftkammer 24, mit dem andern Schenkel an einem Leitblech 29 an, das die Strömung im Innern des Gehäuses lenkt. In ihrer andern Endlage steht die Klappe 20 mitten in der Strömung der aus dem obern Teil des Wärmetauschers 12 austretenden Sekundärluft. Um einen möglichst geringen Strömungswiderstand aufzuweisen, ist daher die Klappe 20 entsprechend abgewinkelt.

Wenn beide Klappen 18, 22 an der Primärluftkammer 24 anliegen, ergibt sich zwischen ihnen ein Luftpolster 33, welches als Isolation zwischen den sich um die Wärmetauscher 12, 14 bildenden Wärme- bzw. Kälteluftsäcken bildet. Die Klappe 22 kann zudem noch besonders isoliert werden.

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Wenn die Klappen 18, 20 den Austritt aus dem Wärmetauscher 12 verschliessen, kann durch die später beschriebene Koppelung aller Klappen die Klappe 22 jede beliebdge Stellung einnehmen. Wenn die Klappe 22 den Austritt aus dem Wärmetauscher 14 abschliesst, so können entsprechend die Klappen 18,20 jede beliebige Stellung einnehmen.

In Fig. 2 sind zur Verbesserung der Uebersichtlichkeit nur die Klappen des in Fig. 1 dargestellten Indutkionsklimagerätes und deren Antrieb dargestellt. Um die Drehachsen 19, 23 der Klappen 18, 22 ist je ein Zahnrad 28 bzw. 32 drehbar gelagert. Zur Vereinfachung der Zeichnung sind ferner von den Zahnrädern nur die Teilkreise d'argestellt. Ein Zwischenrad 34 ist mit den Zahnrädern 28, 32 im Eingriff und ebenfalls drehbar im Gehäuse gelagert. Ein Servomotor 36 vom Typ eines Schubmotors ist über eine Schubstange 38 mit dem Zahnrad 28 in Antriebsverbindung .

Die Klappen 18, 20, 22 weisen, wie aus Fig. 3 ersichtlich, Achsstummel 40 auf, welche in einer bevorzugten Ausführungsform sechskantig ausgebildet sind. Auf dem Sechskant ist ein Hebel oder eine Nocke 42, der einen Innensechskant aufweist, aufgesetzt. Die Position des Hebels 42 kann daher gegenüber der Klappe von 60 zu 60 verändert werden. Das von der Klappe abgekehrte Endteil 44 des Achsstummels 40 weist zylindrischen Querschnitt auf und ist in einem Support 67 drehbar gelagert. Auf dem Endteil 44 ist das der betreffenden Klappe zugeordnete Zahnrad frei drehbar gelagert. Auf jedem Zahnrad 28, 32 ist ein Mitnehmer 66 bzw. 68 befestigt, der in gewissen Stellungen des Zahnrades mit dem ihm zugeordneten Hebel 42, 42' in Berührung kommt. Das andere Ende der Klappe ist über einen gewöhnlichen Zapfen im Gehäuse 10 gelagert.

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Jeder der Klappen 18, 2O₇ 22 ist eine Feder 54, 56, 58 zugeordnet, welche bestrebt ist, die Klappe in jener Stellung zu halten, in welcher der Austritt aus dem Wärmetauscher verschlossen ist» Die Klappe 20 weist einen mit ihr fest verbundenen Hebel 60 auf, welcher über eine Stange 59 mit dem Hebel 42 gekoppelt ist.

Die in Fig. 1 mit ausgezogenen Strichen gezeichneten Klappenstellungen zeigen den vollen Heizbetrieb. Die Klappe 22 liegt an der Primärluftkammer 24 an, wodurch der Austritt aus dem Wärmetauscher 14 freigegeben und der Eintritt unbehandelter Sekundärluft durch die By-pass-Oeffnung 16 abgesperrt ist. Die

Klappen 18, 20 liegen ebenfalls an der Primärluftkammer 24 bzw. dem Leitblech 29 an und verhindern den Austritt gekühlter Sekundärluft aus dem Wärmetauscher 12.

Soll die Heizleistung vermindert werden, so verschiebt der Servomotor 36 unter dem Einfluss des Thermostaten die Schubstange 38, wodurch sich das Zahnrad 28 im Gegenuhrzeigersinn zu drehen beginnt. Dadurch wird auch das Zwischenrad 34 und das Zahnrad 32, letzteres auch im Gegenuhrzeigersinn, angetrieb'en. Der Mitnehmer 66 des Zahnrades 28 bewegt sich zusammen mit dem Zahnrad 28 im Gegenuhrzeigersinn. Unter dem Einfluss der Feder 58 liegt der Hebel 42 am Mitnehmer 66 an und die Klappe gibt langsam die By-pass-Oeffnung 16 frei. Dadurch kann unbehandelte Sekundärluft in das Gehäuse 10 eintreten und die Temperatur am Luftaustritt 69 aus dem Gehäuse sinkt. Wenn die Klappe 22 vollständig am Gehäuse 10 anliegt, kann keine warme Luft mehr aus dem immer noch in Betrieb stehenden Wärmetauscher 14 austreten. Gleichzeitig wurde die Eintrittsöffnung 16 für unbehandelte Sekundärluft vollständig freigegeben. Die Feder

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58 hält die Klappe 22 in geschlossener Stellung am Wärmetauscher 14 anliegen, während sich der Mitnehmer des Zahnrades von dessen Hebel oder Nocke entfernt.

Soll die Ausblastemperatur aus dem Klimagerät weiter sinken, so treibt der Servomotor 36 die Zahnräder 32, 38 und das Zwischenrad 34 weiter an. Wenn der Mitnehmer 62 des Zahnrades 32 mit dem Hebel der Klappe 18 in Berührung kommt, so drückt der Mitnehmer 62 über den ihm zugeordneten Hebel 42' die Klappe 18 entgegen der Wirkung der Feder 54 langsam auf. Gleichzeitig wird vom Hebel 42' über die Stange 59 und den Hebel 60 die Klappe 20 entgegen der Wirkung der Feder 56 geöffnet. Dadurch wird' der Austritt für gekühlte Luft aus dem Wärmetauscher 12 freigegeben und gleichzeitig durch die Klappe 18 der Durchtritt von unbehandelter Sekundärluft durch die By-pass-Oeffnung 16 behindert.

Soll die Temperatur am Austritt 69 aus dem Gehäuse weiterhin sinken, so öffnen sich die Klappen 18, 20 weiter, bis schliesslich die Klappe 18 an der Klappe 22 anliegt und keine unbehandelte Sekundärluft mehr durch das Gehäuse durchtreten kann. Die Klappe 22 bleibt mitten in der Strömung aus dem obern Teil des Wärmetauschers 12 stehen. In dieser Stellung, •welche durch die gestrichelt eingezeichneten Klappen in Fig. dargestellt ist, arbeitet das Gerät mit voller Kühlleistung. Während des ganzen nun beschriebenen Vorganges haben sich alle Zahnräder ständig weitergedreht, die entsprechenden Klappen jedoch nur soweit es die ihnen zugeordneten Mitnehmer der Zahnräder gestatteten.

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Die Sequenz der Klappenbewegung ist durch die Zahnräder, die Lage der Mitnehmer auf den Zahnrädern, die Form und Lage der Hebel gegeben und muss nicht abgestimmt werden. Der Druckbereich "By-pass" des Servo-Motors bleibt daher bei allen Geräten gleich gross«

Die Anordnung der Wärmetauscher 12, 14 im Gehäuse 10 und die relative Lage der Wärmetauscher zueinander hat keinen Einfluss auf die grundsätzliche Ausgestaltung des Antriebes.

Selbstverständlich ist darauf zu achten, dass je nach konstruktiver Anordnung der Wärmetauscher 12, 14 und der Klappen 18, 20, 22 sich diese Klappen im gewünschten Drehsinn drehen. Die Klappe 20 des Wärmetauschers 12 kann ohne weiteres auch in Sequenz zur Klappe 18 bewegt werden. Anstelle eines Schubmotors kann auch ein pneumatischer oder elektrischer Motor mit begrenztem Drehwinkel vorgesehen werden. Dieser Stellmotor kann entweder das Zahnrad 28, das Zahnrad 32 oder das Zwischenrad 32 antreiben. Falls mehrere Geräte durch einen einzigen Servomotor 36 gesteuertwerden sollen, so lässt sich die Verbindung der Geräte am zweckmässigsten durch Koppelung der Zwischenräder 34, der Zahnräder 32 oder auch der vom Servomotor 36 direkt angetriebenen Zahnräder 28 benachbarter Geräte erreichen.

Grundsätzlich ist es auch möglich, die Klappenbetätigung im Induktionsklimagerät nach Fig. 1 auch mit einem anderen Antrieb als dem in Fig. 2 und 3 dargestellten Zahnradantrieb auszugestalten.

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Claims

P a t. e. jx .t a. .n .s. p. r ü, c Ji. e

1. Klimagerät, das eine Mehrzahl von 'Luftdurchlässen beherrschende Klappen aufweist, sowie einen Stellmotor und Uebertragungsmittel, um diese in einer vorbestimmten Folge zu betätigen, dadurch gekennzeichnet, dass die Uebertragungsmittel Zahnräder sowie mit diesen in vorbestimmten Bereichen zusammenwirkende Mi tnahiaeelemente aufweisen, welche letzteren mit den Klappen drehstarr verbunden sind.

2. Klimagerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

mindestens zwei Klappen je ein Zahnrad zugeordnet ist.

3. Klimagerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Zahnräder über ein Zwischenrad miteinander im Eingriff stehen.

4. Klimagerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellmotor ein Drehmotor mit einem begrenzten Drehwinkelbereich ist.

5. Klimagerät nach Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmotor mit einem der Zwischenräder in Antriebsverbindung steht.

6. Klimagerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellmotor ein Schubmotor ist, der über ein Gestänge mit einem der Zahnräder in Antriebsverbindung steht.

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7. Klimagerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnräder mit dem Stellmotor ständig in Antriebsverbindung stehen«,

8. Klimagerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnräder einen Mitnehmer aufweisen, der mit einem Hebel zusammenwirkt,, wobei der Hebel mit der Klappe verbunden ist.

9« Klimagerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel über einen Vielkant mit der Klappe verbunden ist.

10, Klimagerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass den Klappen eine Feder zugeordnet ist, durch welche die Klappe in einer der beiden Endstellungen gehalten wird und dass die Klappe bei einer der beiden Bewegungen durch Federkraft verstellt wird, wenn die Stellung des Mitnehmers dies erlaubt.

11, Klimagerät nach Anspruch 1, bei dem einem der Wärmetauscher zwei Klappen zugeordnet sind, dadurch· gekennzeichnet, dass die beiden Klappen durch ein Gestänge miteinander verbunden und gleichzeitig verstellbar sind.

12'. Klimagerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass durch mindestens eine der Klappen beim Absperren des Austrittes aus einem Wärmetauscher gleichzeitig der diesen Wärmetauscher umgehende By-pass geöffnet wird.

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13. Klimagerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappen mindestens bei Kühlbetrieb den Weg beidseits der Primärluftkammer für die Sekundärluft freigeben.

14. Klimagerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Klappen 18 und 22 des Kälte- bzw. warmen Wärmetauschers 12 bzw. 14 bei vollem Heizbetrieb ein abgeschlossener Raum vorhanden ist.

23.10.74
WFS:ps

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