DE3610663C1

DE3610663C1 - Fan

Info

Publication number: DE3610663C1
Application number: DE19863610663
Authority: DE
Inventors: Wilfried Bastian; Horst Dipl-Ing Stedron; C Prof Dr-Ing Kramer; R Prof Dr-Ing Grundmann; H J Prof Gerhardt
Original assignee: Ritto Werk Loh GmbH and Co KG
Current assignee: Schneider Electric GmbH
Priority date: 1986-03-29
Filing date: 1986-03-29
Publication date: 1987-08-06

Abstract

The invention relates to a fan for installation in a window opening or wall opening with a blade wheel which can be set in rotary movement by the motor shaft of an electric motor, and with a closure arrangement which closes and opens the passage duct depending upon the operating state of the electric motor. A small installation depth with lower outlay is achieved by the invention by the blade wheel being designed as closure arrangement, the blades being mounted individually pivotably about bearing shafts directed approximately radially in relation to the motor shaft, by the blades being held, when the electric motor is stopped, in a position closing the passage duct in the fan housing by means of one or individual springs, and by the blades, when the electric motor is running, being, as a result of the centrifugal force, pivoted against the force of the spring(s) into the working position which opens the passage duct.

Description

Die Erfindung betrifft einen Ventilator zum Einbau in eine Fenster- oder Wandöffnung mit einem von der Motorwelle eines Elektromotors in Drehbewegungen versetzbaren Flügelrad und mit einer den Durchlaßkanal in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Elektromotors verschließenden und freigebenden Verschlußeinrichtung, bei dem die Flügel des Flügelrades um etwa radial zur Motorwelle gerichteten Lagerwellen verschwenkbar gelagert sind, wobei bei stillstehendem Elektromotor die Flügel mittels einer oder individueller Federn in eine den Durchlaßkanal im Ventilatorgehäuse verschließenden Ausgangsstellung gehalten sind und wobei bei laufendem Elektromotor die Flügel aufgrund der Fliehkraft entgegen der Kraft der Feder(n) in die den Durchlaßkanal freigebende Arbeitsstellung verschwenkt sind, bei dem die Flügel als Ringscheibensegmente ausgebildet und an einem Ende verschwenkbar gelagert sind und sich bei stillstehendem Elektromotor zum Verschleißen des Durchlaßkanals überlappen.The invention relates to a fan for installation in a Window or wall opening with one from the motor shaft an electric motor that can be rotated by an impeller and with the passage channel depending on Operating state of the electric motor closing and releasing closure device, in which the wings of the Impeller directed approximately radially to the motor shaft Bearing shafts are pivotally mounted, with stationary electric motor using a wing or individual springs in a the passage in Fan housing closing starting position held are and where the wings due to the electric motor the centrifugal force against the force of the spring (s) in the Passageway releasing working position are pivoted, in which the wings are designed as ring disk segments and are pivotally supported at one end and themselves when the electric motor is at a standstill to wear out Pass channel overlap.

Ventilatoren dieser Art sind durch die DE 34 31 459 A1 und die DE-ASn 19 16 381 und 10 90 369 bekannt. Bei diesen bekannten Ventilatoren stehen die Lagerwellen der Flügel senkrecht zur Motorwelle. Um einen eindeutigen Verschluß des Durchlaßkanals im Ventilatorgehäuse zu erreichen, müssen sich die Flügel in der Ausgangsstellung bündig und dicht zu einer geschlossenen Fläche ergänzen. Dies bringt aber Schwierigkeiten bei der Inbetriebnahme des Ventilators, da sich die Fliehkraft der Flügel nur mit einer kleinen Komponente auf die Schwenkbewegung der Flügel um ihre Lagerwellen auswirkt. Außerdem wird die Ausgangsstellung der Flügel erst mit dem Erreichen einer ausreichend großen Drehzahl der Motorwelle erreicht. Fans of this type are known from DE 34 31 459 A1 and DE-ASn 19 16 381 and 10 90 369 known. With these known fans are the bearing shafts of the blades perpendicular to the motor shaft. A clear closure of the passage in the fan housing the wings are flush and tight in the starting position add to a closed surface. But this brings Difficulties in starting up the fan, because the centrifugal force of the wings is only a small one Component on the pivoting movement of the wings around their Bearing shafts. In addition, the starting position the wing only when a sufficiently large one is reached Motor shaft speed reached.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Ventilator der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei dem die Fliehkraft zum Verschwenken der Flügel in die Arbeitsstellung schon bei verhältnismäßig kleiner Drehzahl des Elektromotors erreicht wird und sich voll als Drehmoment auf die Flügel auswirkt.It is an object of the invention to provide a fan at the beginning to create mentioned type, in which the centrifugal force to Swing the wings into the working position already relatively low speed of the electric motor reached and fully affects the wings as torque.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Flügel an ihrem in Drehrichtung gesehen nacheilenden Flügelteil verschwenkbar gelagert sind, daß die Lagerwellen der Flügel in axialer Richtung geneigt sind und auf der dem Elektromotor zugekehrten Seite in einem spitzen Winkel zur Motorwelle stehen, und daß bei laufendem Elektromotor die Flügel mit den vorauseilenden Flügelteilen in Richtung zum Elektromotor hin ausschwenken und sich schräg stellen.This object is achieved according to the invention in that the wings at their trailing in the direction of rotation Wing part are pivotally mounted that the bearing shafts the wing is inclined in the axial direction and on the side facing the electric motor at an acute angle to the motor shaft, and that with the electric motor running the wings with the leading wing parts in the direction Swing out towards the electric motor and stand at an angle.

Durch diese Drehlagerung der Flügel und ihre Ausrichtung in Bezug auf die Drehrichtung und den Elektromotor wird erreicht, daß solche bei kleiner Drehzahl auf die schwenkbaren Enden der Flügel eine ausreichende Verstellkraft ausgeübt wird, die zum Öffnen des Durchlaßkanals führt. Außerdem nehmen die Flügel in der Arbeitsstellung eine Schrägstellung ein, die zu einer großen Förderleistung des Flügelrades führt.Through this pivoting of the wings and their orientation in relation to the direction of rotation and the electric motor achieved that such at low speed on the pivotable Adequate adjustment force exerted on the ends of the wings which leads to the opening of the passage. Furthermore the wings take an inclined position in the working position a leading to a large delivery capacity of the impeller leads.

Die Abfederung der Flügel ist nach einer Ausgestaltung dadurch mit einer einzigen Feder gelöst, daß auf die Verbindungsnabe eine als schraubenförmige Druckfeder ausgebildete Feder aufgeschoben ist, die sich mit dem einen Ende an die Innenseite der Flügelradnabe und mit dem anderen Ende an einer auf der Verbindungsnabe axiale verstellbaren Stellscheibe abstützt, und daß die Stellscheibe umfangsseitig Ausnehmungen aufweist, in die die Mitnehmer der Lagerwellen eingrreifen, wobei die Mitnehmer in der Ausgangsstellung parallel zur Motorwelle ausgerichtet sind.The wing is cushioned according to one embodiment thereby solved with a single spring that on the Connecting hub as a helical compression spring trained spring is pushed, which is with one End on the inside of the impeller hub and with the other End on an axially adjustable on the connecting hub Adjusting disk supports, and that the adjusting disk circumferentially Has recesses into which the drivers of the bearing shafts intervene with the driver in the starting position are aligned parallel to the motor shaft.

Für eine individuelle Abfederung der Flügel ist in einfacher Weise die Ausgestaltung so, daß an jedem Mitnehmer eine als Drahtfeder ausgebildete Feder anliegt, deren andere Enden an der Verbindungsnabe oder einer mit der Verbindungsnabe verbindbaren Abdeckscheibe festgelegt sind.For an individual cushioning of the wing is easier Design the way so that on each driver a designed as a wire spring rests, the other Ends on the connecting hub or one with the Connection hub connectable cover plate are set.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigtThe invention is based on one in the drawing illustrated embodiment explained in more detail. It shows

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Ventilator im Bereich des Flügelrades, Fig. 1 shows a longitudinal section through the fan in the area of the impeller,

Fig. 2 in Seitenansicht das Flügelrad mit den Flügeln in der Ausgangs- oder Schließstellung, Fig. 2 in side view of the impeller with the vanes in the home or closed position,

Fig. 3 in Seitenansicht das Flügelrad mit den Flügeln in der Arbeits- oder Öffnungsstellung und Fig. 3 in side view of the impeller with the blades in the working or open position and

Fig. 4 die Ansicht auf die dem Elektromotor zugekehrte Seite des Flügelrades mit den Flügeln in der Ausgangs- oder Schließstellung. Fig. 4 is a view of the side of the impeller facing the electric motor with the vanes in the starting or closed position.

Wie der Schnitt nach Fig. 1 erkennen läßt, ist das Ventilatorgehäuse 10 ein Hohlzylinder, der in die Fenster- oder Wandöffnung eingesetzt wird. Im Zentrum des Ventilatorgehäuses 10 ist der Elektromotor 11 angeordnet, der mit seiner Motorwelle 13 in der Mittelachse des Ventilatorgehäuses 10 verläuft. Das Motorgehäuse ist dabei über radial verlaufende Streben mit dem Ventilatorgehäuse 10 verbunden. Der ringförmige Durchlaßkanal um den Elektromotor 11 bildet den Durchlaß für den angesaugten Luftstrom, der bei dem gezeigten Ventilator am Elektromotor 11 vorbeistreicht.As can be seen from the section according to FIG. 1, the fan housing 10 is a hollow cylinder which is inserted into the window or wall opening. In the center of the fan housing 10 , the electric motor 11 is arranged, which runs with its motor shaft 13 in the central axis of the fan housing 10 . The motor housing is connected to the fan housing 10 via radially extending struts. The annular passage channel around the electric motor 11 forms the passage for the intake air flow, which passes the electric motor 11 in the fan shown.

Auf die Motorwelle 13 ist die Flügelradnabe 16 aufgesteckt, und zwar mittels der auf der Innenseite der kappenartigen Flügelradnabe 16 angeformten Verbindungsnabe 14. Wie die verschiedenen Ansichten nach Fig. 2 bis Fig. 4 zeigen, sind die Flügel 20 nicht einstückig mit der Flügelradnabe 16 verbunden, sondern als getrennte Teile hergestellt und schwenkbar an der Flügelradnabe 16 gelagert. Bei dem Ausführungsbeispiel sind die Flügel 20 als Ringscheibensegmente ausgebildet, die mit dem nacheilenden Flügelteil mittels der angeformten Lagerwelle 19 in einer Lagerbohrung 23 der Flügelradnabe 16 schwenkbar gelagert sind. Die Lagerwellen 19 verlaufen etwa radial, sind aber auf der dem Elektromotor 11 zugekehrten Seite so geneigt, daß sie in einem spitzen Winkel zur Motorwelle 13 stehen. Die vorauseilenden Flügelteile der Ringscheibensegmente überlappen das benachbarte Ringscheibensegment auf der dem Elektromotor 11 zugekehrten Seite, so daß sie in Richtung zum Elektromotor 11 ausschwenken können, wie die Fig. 4 deutlich zeigt.The impeller hub 16 is mounted on the motor shaft 13, by means of the integrally formed on the inside of the cap-like impeller hub 16 connecting hub fourteenth How the various views of FIG. 2 to FIG. 4 show, the wings 20 are not integrally connected to the impeller hub 16, but is produced as separate parts and pivotally supported on the impeller hub 16. In the exemplary embodiment, the vanes 20 are designed as ring disk segments which are pivotably mounted with the trailing wing part by means of the integrally formed bearing shaft 19 in a bearing bore 23 of the impeller hub 16 . The bearing shafts 19 run approximately radially, but are inclined on the side facing the electric motor 11 so that they are at an acute angle to the motor shaft 13 . The leading wing parts of the washer segments overlap the adjacent washer segment on the side facing the electric motor 11 so that they can swing out in the direction of the electric motor 11 , as FIG. 4 clearly shows.

Die als Ringscheibensegmente ausgebildeten Flügel 20 sind in der Ausgangsstellung, d. h. bei stillstehendem Elektromotor 11, durch die Feder 17 in der Schließstellung gehalten. Die als Schraubenfeder ausgebildete Feder 17 ist auf die Verbindungsnabe 14 aufgeschoben und stützt sich an der Innenseite der kappenartigen Flügelradnabe 16 und einer Stellscheibe 18 ab. Die Stellscheibe 18 trägt umfangsseitig die Ausnehmungen 23, in die Mitnehmer 21 eingreifen. Diese Mitnehmer 21 sind an den Lagerwellen 19 abstehend angeformt und zwar an dem Ende, das im Innenraum der kappenartigen Flügelradnabe 16 angeordnet ist. Die Lagerbohrungen 23 der Flügelradnabe 16 können auch als Rastaufnahmen ausgebildet sein, in die die Lagerwellen 19 der Flügel 20 eingerastet werden und zwar vorzugsweise senkrecht zur Längsachse der Lagerwellen 19 . Die Feder 17 drückt die Stellscheibe 18 so weit in Richtung Elektromotor 11, daß die Flügel 20 aneinander anliegen. In dieser Schließstellung bilden die äußeren Kanten der Flügel 20 axial projiziert einen Kreis, dessen Durchmesser gleich oder geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser des Ventilatorgehäuses 10, wie Fig. 4 erkennen läßt.The vanes 20, which are designed as annular disk segments, are held in the closed position by the spring 17 in the starting position, ie when the electric motor 11 is at a standstill. The spring 17 designed as a helical spring is pushed onto the connecting hub 14 and is supported on the inside of the cap-like impeller hub 16 and an adjusting disk 18 . The adjusting disk 18 carries the recesses 23 on the circumference, into which the drivers 21 engage. These drivers 21 are integrally formed on the bearing shafts 19 and at the end which is arranged in the interior of the cap-like impeller hub 16 . The bearing bores 23 of the impeller hub 16 can also be designed as snap-in receptacles into which the bearing shafts 19 of the vanes 20 are engaged, preferably perpendicular to the longitudinal axis of the bearing shafts 19 . The spring 17 presses the adjusting disk 18 so far in the direction of the electric motor 11 that the wings 20 abut one another. In this closed position, the outer edges of the blades 20 project axially in a circle, the diameter of which is equal to or slightly smaller than the inside diameter of the fan housing 10 , as can be seen in FIG. 4.

Wird der Elektromotor 11 in Betrieb gesetzt, dann werden die Flügel 20 um ihre Lagerwellen 19 in die mit 20′ in Fig. 3 gezeigte Stellung verschwenkt. Dabei ist die Drehrichtung des Flügelrades 12 so, daß die nicht schwenkbar gelagerten Flügelteile der Flügel 20 in Drehrichtung vorauseilen. Die Arbeitsstellung der Flügel 20 schafft einen Durchlaß, so daß der angesaugte Luftstrom vom Flügelrad 12 in Richtung des Elektromotors 11 gefördert wird. In der Arbeitsstellung ist es wichtig, daß die inneren Kanten der Flügel 20 möglichst ohne Spalt am Außenumfang der Flügelradnabe 16 anliegen. Axial projiziert bilden die inneren Kanten der Flügel 20 dabei einen Kreis, dessen Durchmesser dem Außendurchmesser der kappenartigen Flügelradnabe 16 angepaßt ist, d. h. gleich oder geringfügig größer ist als dieser Außendurchmesser, damit die Förder- oder Ansaugleistung des Ventilators durch die selbsttätige Verstellung der Flügel 20 nicht darunter leidet.If the electric motor 11 is put into operation, the wings 20 are pivoted about their bearing shafts 19 into the position shown at 20 ' in FIG. 3. The direction of rotation of the impeller 12 is such that the non-pivotally mounted wing parts of the blades 20 advance in the direction of rotation. The working position of the blades 20 creates a passage, so that the air flow sucked in is promoted by the impeller 12 in the direction of the electric motor 11 . In the working position, it is important that the inner edges of the vanes 20 rest against the outer circumference of the impeller hub 16 as little as possible. Axially projected, the inner edges of the blades 20 form a circle, the diameter of which is adapted to the outer diameter of the cap-like impeller hub 16 , that is to say the same or slightly larger than this outer diameter, so that the conveying or suction power of the fan through the automatic adjustment of the blades 20 does not suffer from.

Anstelle der Feder 17 und der Stellscheibe 18 kann jedem Mitnehmer 21 eine Drahtfeder als Feder 17 zugeordnet werden, die sich mit einem Ende an dem Mitnehmer 21 so abstützt, daß der zugeordnete Flügel 20 in seiner Ausgangs- oder Schließstellung gehalten ist. Die anderen Enden der Drahtfedern werden gemeinsam an der Verbindungsnabe 14 festgelegt, z. B. mittels einer Abdeck- oder Haltescheibe.Instead of the spring 17 and the adjusting disk 18 , each driver 21 can be assigned a wire spring as a spring 17 , which is supported at one end on the driver 21 so that the associated wing 20 is held in its initial or closed position. The other ends of the wire springs are jointly fixed to the connecting hub 14 , e.g. B. by means of a cover or holding disc.

Der Außendurchmesser der Flügelradnabe 16 entspricht dem Außendurchmesser des Elektormotors 11, so daß ein gleich großer ringförmiger Durchlaßkanal auch im Bereich des Flügelrades 12 geschlossen und geöffnet werden kann und dies allein durch die bei laufendem Elektromotor 11 an den vorauseilenden Flügelteilen der als Ringscheibensegmente ausgebildeten Flügel 20 auftretenden Fliehkräfte, die entgegen der Federspannung wirken und die Flügel 20 in ihre Arbeits- oder Öffnungsstellungen verschwenken. Dabei können Anschläge die Schwenkbewegungen der Flügel 20 begrenzen.The outer diameter of the impeller hub 16 corresponds to the outer diameter of the electric motor 11 , so that a ring passage of the same size can also be closed and opened in the area of the impeller 12 and this occurs solely due to the fact that, while the electric motor 11 is running, the leading wing parts of the vanes 20 designed as ring disk segments occur Centrifugal forces that act against the spring tension and pivot the wings 20 into their working or opening positions. Stops can limit the pivoting movements of the wings 20 .

Der Querschnitt der Flügelradnabe 16 muß nicht unbedingt rund sein, er kann auch polygonal gestaltet sein, wobei die Anzahl der Seiten der Anzahl der Flügel 20 entspricht. Die inneren Kanten der Flügel 20 sind dann so ausgelegt, daß sie in der Arbeitsstellung axial projiziert eine geschlossene Umfangslinie bilden, die dem Umfang der Flügelradnabe 16 identisch ist. Dabei können die Außenseiten der Flügelradnabe 16 in axialer Richtung auch an die Schwenkflächen angeglichen sein, die die inneren Kanten der Flügel 20 bei ihrer Schwenkbewegung ausführen.The cross section of the impeller hub 16 does not necessarily have to be round, it can also be polygonal, the number of sides corresponding to the number of vanes 20 . The inner edges of the vanes 20 are then designed such that they project axially in the working position to form a closed circumferential line which is identical to the circumference of the impeller hub 16 . The outer sides of the impeller hub 16 can also be adapted in the axial direction to the swivel surfaces which execute the inner edges of the vanes 20 during their swiveling movement.

Claims

1. Fan for installation in a window or wall opening with an impeller that can be rotated by the motor shaft of an electric motor and with a closure device that includes and releases the passage channel depending on the operating state of the electric motor, in which the impeller blades are directed approximately radially to the motor shaft Bearing shafts are pivotally mounted, the vanes being held by one or individual springs in a starting position closing the passage duct in the fan housing when the electric motor is at rest, and the vanes being in the working position releasing the passage duct due to the centrifugal force against the force of the spring (s) when the electric motor is running are pivoted, in which the vanes are designed as annular disk segments and are pivotably mounted at one end and overlap to close the passage channel when the electric motor is at rest, characterized in that
that the wings 20 are pivotally mounted on their wing part, as seen in the direction of rotation,
that the bearing shafts ( 19 ) of the vanes ( 20 ) are inclined in the axial direction and on the side facing the electric motor ( 11 ) are at an acute angle to the motor shaft ( 13 ), and
that with the electric motor ( 11 ) running, the wings ( 20 ) with the leading wing parts swing out towards the electric motor ( 11 ) and are inclined.

2. Fan according to claim 1, characterized in
that a spring ( 17 ) designed as a helical compression spring is pushed onto the connecting hub ( 14 ), with one end on the inside of the impeller hub ( 16 ) and the other end on an adjusting disc (axially adjustable on the connecting hub ( 14 )) 18 ) supports, and
that the adjusting disc ( 18 ) has recesses ( 24 ) on the circumference, into which the drivers ( 21 ) of the bearing shafts ( 19 ) engage, the drivers ( 21 ) being aligned parallel to the motor shaft ( 13 ) in the starting position.

3. Fan according to claim 1 or 2, characterized in that a spring designed as a wire spring ( 17 ) rests on each driver ( 21 ), the other ends of which are fixed to the connecting hub ( 14 ) or a cover disk which can be connected to the connecting hub ( 14 ) .