DE2635338B2

DE2635338B2 - Luftmengenregler zum Konstanthalten des Luftdurchsatzes

Info

Publication number: DE2635338B2
Application number: DE2635338A
Authority: DE
Inventors: Angelo Mailand Serratto (Italien)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-08-05
Filing date: 1976-08-05
Publication date: 1978-04-20
Also published as: NL7608587A; US4088150A; DE2635338A1; BE844809A; CH606932A5; IT1040421B; FR2320596A1; GB1543261A; DE2635338C3; ES450468A1; SE7608739L

Description

Die Erfindung betrifft einen Luftmengeregler gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein derartiger Luftmengenregler ist in der DE-OS 04 168 beschrieben Er weist eine Klappe mit einer nach hinten weisenden, nach unten abgeknickten Leitplatte auf, wobei die Klappen/Leitplatteneinheit um eine von ihrer Schwerlinie entfernten Achse drehbar ist. Damit ist die Klappen/Leitplatteneinheit durch Schwerkraft in die Offenstellung vorgespannt. Durch Anströmen mit Luft wird die Klappe entgegen der Schwerkraft so gedreht, daß der Luftdurchsatz für verschiedene Drücke im wesentlichen konstant ist.

Dieser Luftmengenreglertyp hat den Nachteil, daß er stets in waagerechter Ausrichtung eingebaut werden muß, da nur hier die gewünschte Vorspannung der Klappen/Leitplatteneinheit in die Offenstellung erhalten wird. Ein weiterer Nachteil dieses Luftmengenreglers ist der, daß der Luftstrom nicht völlig abgesperrt werden kann. Damit ist eine zusätzliche Absperreinrichtung erforderlich.
Der Luftmengenregler nach der DE-OS 16 04 168 ha:

ίο zur Dämpfung von Schwingungen der Klappen/Leitplatteneinheit entweder ein auf die Klappenwelle aufgesetztes Schwungrad oder einen am Ventilkörper abgestützten Dämpferzylinder, dessen Kolben über einen Kurbelarm mit der Klappenwelle verbunden ist.

Im ersten FAlIe wird nur eine unbefriedigende Dämpfung der Schwingungen erhalten, im zweiten Falle müssen zusätzliche Gewichte vorgesehen werden, um den Schwerkrafteinfluß der Kurbel, der Kolbenstange und des Kolbens des Dämpferzylinders auf die Regelcharakteristik auszuräumen.

Es sind ferner Luftmengenregler bekannt, die eine elastische, in der Regel aus Gummi bestehende Membran aufweisen. Diese Membran ist durch eine Feder vorgespannt und ändert unter Überwindung dieser Federkraft ihre Form in Abhängigkeit von

Druckänderungen. Die Federvorspannung faßt sich zur Einstellung eines gewünschten Luftdurchsatzes mittels einer Einstellschraube einstellen.

Derartige Luftmengenrelger haben jedoch den

M Nachteil, daß sie nur eine kurze Lebensdauer haben.

Dies gilt in erster Linie für den Einsatz während der kalten Jahreszeit, in der der Luftmengenregler von Warmluft durchströmt wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist somit die Schaffung eines Luftmengenreglers für die automatische Luftdurchsatzregelung in einer Einführleitung einer Klimaanlage, der unabhängig von der Lage der Einführleitung störungsfrei arbeitet und mit dem darüber hinaus der Luftstrom voll absperrbar ist.

Ausgehend von einem Luftmengenregler nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 ist diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst mit den im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen.

In der DE-OS 23 33 694 ist zwar ein weiterer Luftmengenregler beschrieben, bei dem eine abgewinkelte Klappe um eine im wesentlichen bei der Knicklinie liegende Achse drehbar. Zusätzliche Gegengewichte sorgen dafür, daß die Schwerlinie der Klappe in der Drehachse liegt. Zur Vorspannung der Klappe in die Offenstellung ist eine Spiralfeder vorgesehen, deren eines Ende an einem mit der Klappenwelle verbundenen Kurbelarm angreift, und deren anderes Ende am Ventilkörper festgelegt ist.

Bei diesem Luftmengenregler wird jedoch nur eine geringe Dämpfung von Schwingungen erhalten, die auf der Eigenträgheit der Klappe und der von ihr getragenen Gegengewichte beruht.

Bei dem erfindungsgemäßen Luftmengenregler wird dagegen eine sehr wirksame Dämpfung der Schwingungen der Klappen/Leitplatteneinheit erhalten. Es ist keinerlei Gegengewicht erforderlich. Der Luftmengenregler kann in beliebiger Stellung in eine Klimaanlage eingebaut werden. Die auf die Klappe wirkenden Momente steigen mit dem Winkel, um den die Klappe

t>5 aus ihrer Ruhestellung herausgedreht ist, exponentiell an. Die Klappe kann auch sehr einfach auch nach ihrem Einbau auf eine andere Regelcharakteristik eingestellt werden.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert In dieser zeigt

F i g. 1 einen axialen Schnitt durch einen Luftmengenregler;

F i g. 2 eine Aufsicht auf das stromab liegende Ende des Luftmengenreglers;

F i g. 3 eine seitliche Ansicht des Luftmengenreglers, in der die Dämpfervorrichtung und eine einstellbare Federeinrichtung zum Vorspannen der Klappen/Leitplatteneinheit gezeigt ist;

F i g. 4 eine Aufsicht auf den Luftmengenregler, in der ebenfalls die Dämp'ervorrichtung und die Federeinrichtung genauer gezeigt sind;

Fig.5 eine graphische Darstellung der auf die Klappen/Leitplatteneinheit wirkenden Momente bei einem erfindungsgemäßen Luftmengenregler und bei einem durch Schwerkraft in die Offenstellnng vorgespannten Luftmengenregler;

F i g. 6 eine seitliche Ansicht eines Luftmengenreglers mit einer abgewandelten Dämpfervorrichtung und

F i g. 7 eine Aufsicht auf den Luftmengenregler nach Fig. 6.

In den Fig. 1, 2 und 4 ist ein Luftmengenregler gezeigt, der in eine Einführleitung einer Klimaanlage eingebaut werden kann. Bekanntlich weisen Klimaanlagen eine zentrale Versorgungsstation auf, die eine Vielzahl von Räumen versorgen. Werden die zu den einzelnen Räumen führenden Einführleitungen geöffnet oder geschlossen, so ergeben sich Druckänderungen in den anderen Leitungen. Der Druck in der Klimaanlage kann so beispielsweise zwischen 2 mbar und 20 mbar variieren. Damit diese Druckänderungen nicht zu einer Änderung des Luftdurchsatzes durch die Einführleitungen führen, ist in jeder dieser Einführleitungen ein Luftmengenregler angeordnet, wie er nachstehend genauer beschrieben ist.

Der Luftmengenregler weist einen Ventilkörper C auf, in dem ein Regelorgan und Absperrelement J zur Drosselung oder Unterbrechung des Luftstromes angeordnet ist. Der Ventilkörper C hat die Form eines Parallelepipeds, und er wird durch zwei Seitenwände 1, 2 gebildet, die durch zwei Querwände 3, 4 miteinander verbunden sind. Das Absperrelement / weist eine Klappe 5 auf, deren Mittelteil mit Hilfe von Büchsen 7 und reibungsarmen bzw. Lager-Manschetten 8 auf einer Achse 6 gelagert ist, so daß sie relativ zu den Seitenwänden 1, 2 drehbar ist. Die Achse 6 ist gegenüber Lufteinlaß- und -auslaßseite symmetrisch angeordnet. Die Luft strömt am einen Ende in Richtung der Pfeile 9 ein und strömt nach Beaufschlagung der Klappe 5 am anderen Ende aus. Die Klappe 5 ist an dem vom Lufteinlaß abgewandten Ende mit einem abwärts gerichteten Ansatz in Form einer rechteckigen Leitpiatte 10 versehen, die in Richtung auf die Querwand 4 abgebogen ist und mit der Ebene der Klappe 5 einen Winkel a von 45° bildet. Wie insbesondere aus F i g. 2 ersichtlich ist, ist der Ansatz in der Mitte der Klappe 5 und jeweils gleich weit von den Seitenwänden 1 und 2 angeordnet und zudem einstückig mit der Klappe S ausgebildet.

Gemäß F i g. 1 sind die Querwände 3, 4 mit Vertiefungen bzw. Eindrückungen 11 mit rechteckigem Querschnitt versehen, in denen jeweils eine Dichtung 12 aus Gummistreifen befestigt ist. Die Lage der EindrUckungen 11 ist so gewählt, daß die Enden der Klappe 5 in deren Schließzustand auf den Streifen aufliegen. Auf diese Weise wird eine Abdichtung erreicht, durch welche der Luftstrom vollständig abgesperrt werden kann. Zur Vervollständigung der luftdichten Abdichtung in der Schließstellung sind an den Seitenwänden 1, 2 Stege bzw. Leisten 13, 14 vorgesehen, an weiche sich die Seitenkanten der Klappe 5 in deren Schließstellung anlegen.

in den Fig.3 und 4 ist eine Abgleichvorrichtung dargestellt, welche das übliche Gegengewicht bei Luftmengenregler bekannter Bauart ersetzt Diese

Ό Ausgleichvorrichtung weist eine Schiene 17 auf, die auf der Achse 6 befestigt ist und sich dieser gegenüber zum Luftauslaßende hin vorn Regelorgan weg erstreckt Die Schiene 17 ist mit einer Anzahl von Gewindebohrungen 17a versehen, in denen ein verstellbarer Zapfen 18 festlegbar ist

Am Zapfen 18 ist das eine Ende einer Feder 19 befestigt, deren anderes Ende in einen Ring 20 eingehakt ist, der an einer in eine Halterung 22, die ihrerseits einstückig mit der Seitenwand 2 verbunden ist, eingeschraubten Schraube 21 befestigt ist. Weiterhin ist in die Halterung 22 eine Schraube 23 eingeschraubt, an deren Ende sich das Ende der Schiene 17 anlegt und welche zur Einstellung der Ausgangsstellung der Klappe 5 dient, so daß diese eine Position unter einem kleinen Winkel gegenüber einer parallel zu den Querwänden 3, 4 liegenden Position einzunehmen vermag. In der genannten Stellung befindet sich die Klappe 5 im allgemeinen unter einr Anfangsneigung von etwa 5° im Uhrzeigersinn zur genannten Parallelposition.

Im folgenden ist anhand der F i g. 3 und 4 die Dämpfervorrichtung beschrieben, die etwaige Schwingungen zu dämpfen vermag, welche als Folge plötzlicher Druckänderungen in der Bewegung der Klappe 5 auftreten können. Diese Dämpfervorrichtung weist eine Schiene bzw. einen Schenkel 17b mit einem Zahnradsegment 24 auf, das mit einem Ritzel 25 kämmt, welches über reibungsarme bzw. Lagerbüchsen 26 am einen Ende in der Seitenwand 2 und am anderen Ende in

♦o einem C-förmigen Träger 27 gelagert ist, der seinerseits an der Seitenwand 2 befestigt ist. Das Ritzel 25 ist an einem Schwungrad 28 der bereits bei den bekannten Luftmengenregler verwendeten Art befestigt, das jedoch bei den bekannten Konstruktionen unmittelbar

+5 an der Achse 6 montiert ist, an welcher die Klappe 5 befestigt ist. Die beschriebene Anordnung der Dämpfervorrichtung gewährleistet eine gute Betriebsstabilität auch bei Verwendung eines Schwungrades 28 geringer Größe, was auf die durch das mit dem Ritzel 25 kämmende'Zahnradsegment 24 gewährleistete Übersetzung zurückzuführen ist. Es hat sich gezeigt, daß die Dämpfervorrichtung auch bei starken und plötzlichen Druckschwankungen die Schwingungen der Klappe 5 erheblich zu dämpfen vermag. Schließlich ist am Schenkel 176 eine Masse 29 vorgesehen, die das Gewicht der Leitplatte 10 und mögliche andere Unwuchten in bezug auf die Drehachse der Klappe 5 ausgleicht. Infolgedessen ist die Anordnung vollständig ausgewuchtet, so daß sie auch in einer von der Horizontalen abweichenden Stellung sicher und stabil zu arbeiten vermag.

In den F i g. 6 und 7 ist eine abgewandelte Ausführungsform der Dämpfervorrichtung dargestellt, bei welcher die Einstellschraube 21 an einer bewegba-

^ ren, mittels eines Schwenkzapfens 34 am Träger 27 angelenkten Halterung 30 montiert ist, die mit Hilfe einer Flügelmutter 32 in vorbestimmten Stellungen am Träger festgelegt werden kann. Das dem Lufteinlaßen-

de des Regelorgans näher gelegene Ende der Halterung 30 besitzt eine dreieckige Form und es ist mit einer in Teilstriche zwischen 30° und 45° unterteilten Skala versehen, während das dem Luftauslaß des Regelorgans zugewandte Ende praktisch geradlinig ausgebildet ist. Das Verdrehen der bewegbaren Halterung 30 kann von Hand oder automatisch durch beliebige Mittel erfolgen. Beispielsweise lassen sich dabei Aufwärtsschwenkbewegungen von etwa 45° und Abwärtsbewegungen von etwa 30—35° erreichen (in strichpunktierten Linien dargestellt). Bei dieser Bewegung wird die Feder !9, wie bei der vorher beschriebenen Ausführungsform, gespannt oder entspannt.

Gemäß den F i g. 1 und 2 weist der Luftmengenregler schließlich am Unterteil des Ventilkörpers C eine Leitplatte 33 auf, deren eine Seite an der Querwand 4 befestigt ist und deren andere Seite mit der Querwand 4 einen Winkel t> von 45° festlegt Wie insbesondere aus F i g. 2 hervorgeht, befindet sich die Leitplatte 33 unter der Leitplatte 10 der Klappe 5, und sie besitzt dieselbe Breite wie letzterer. Die Leitplatte 33 führt unterhalb der Leitplatte 10 die von der Versorgungseinrichtung gelieferte Luft aufwärts, wobei sie im Zusammenwirken mit der Leitplatte 10 die Drehung der Klappe 5 steuert.

Fig.5 veranschaulicht Kennlinien der als Funktior der Winkelausschläge der Klappe 5 selbst auf diese einwirkenden Momente. Diese Ausschläge erfolger zwischen 0° (waagerechte Klappenstellung) und 35^C (nahezu Schließstellung der Klappe). Mit Mc ist dabe das Drehmoment eines Luftmengenreglers bekannte! Bauart mit Gegengewicht bezeichnet, während die Kurve M_n das Drehmoment für den erfindungsgemäßer Luftmengenregler angibt. Anhand dieser Kurven odei Kennlinien ergibt sich deutlich die besondere Betriebsleistung des erfindungsgemäßen Luftmengenreglers speziell im Bereich zwischen 20° und 35°, d. h. dem im Betrieb am häufigsten in Betracht kommenden Bereich.

Ein besonderes Merkmal des erfindungsgemäßer Luftmengenregler besteht darin, daß bei zunehmendem Neigungs- bzw. Anstellwinkel der Klappe 5 der größte Teil der Luft über die Klappe 5 selbst streicht, so daß der Druck von der Unterkante zur Oberkante abnimmt und ein hoher Druck am Vorderabschnitt der Klappe 5 auftritt, wenn der von dem eintretenden Luftstrom beaufschlagte Abschnitt als Vorderabschnitt betrachtei wird. Infolgedessen entsteht ein Unterdruck an det abwärts abstehenden Leitplatte 10, welcher die Klappe 5 sich entgegen dem Uhrzeigersinn verdrehen läßt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Luftmengenregler zum Konstanthalten des Luftdurchsatzes unabhängig von Druckschwankungen in einer Einfährleitung einer Klimaanlage mit einer als Regelorgan und Absperrelement dienenden Klappe, die eine nach hinten abstehende Leitplatte aufweist und um eine Achse schwenkbar in einem Ventilkörper gelagert und mit einer Dämpfervorrichtung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der Achse (6) der Klappe (5) ein Schenkel (170,) fest montiert ist, der an einem Ende als Dämpfervorrichtung ein Zanradsegment (24) aufweist, das mit einem drehbar am Ventilkörper (C) montierten Schwungrad (28) kämmt, und der an seinem anderen Ende eine Verlängerungs-Schiene (17) aufweist, die mit dem Ventilkörper (Qüber eine einsiellbare Federeinrichtung verbunden ist, und daß eine Einstelleinrichtung zum Festlegen der Anfangsstellung des Schenkels (176^ und mithin der Klappe (5) vorgesehen ist.

2. Luftmengenregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung (19) an der einen Seite an einem Zapfen (18), der längs der Verlängerungs-Schiene (17) verstellbar ist, und an der anderen Seite an einer Schraube (21) befestigt ist, die an einer am Ventilkörper (C) befestigten Halterung (22,30) angebracht ist.

3. Luftmengenregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die am Ventilkörper (C) befestigte Halterung (30) schwenkbar gelagert ist.

4. Luftmengenregler nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellung der schwenkbar gelagerten Halterung (30) einstellbar ist.

5. Luftmengenregler nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstelleinrichtung zur Feststellung der Anfangsstellung der Verlängerungs-Schiene (17) eine Schraube (23) aufweist, die an der Halterung (22,30) angebracht ist und mit der Verlängerungs-Schiene (17) zusammenwirkt.

6. Luftmengenregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Unterteil des Ventilkörpers (C) eine Leitplatte (33) vorgesehen ist, welche die einströmende Luft nach oben ablenkt.

7. Luftmengenregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Berührungsbereichen zwischen Klappe (5) und Ventilkörper (C) Dichtungen (12,13,14,15,16) vorgesehen sind.

8. Luftmengenregler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die nach hinten abstehende Leitplatte (10) einstückig mit der Klappe (5) ausgebildet ist.