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Einrichtung zum Schwenken der in der Nabe schwenkbar gelagerten Flügel
von Axialventilatoren Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Schwenken der
Flügel, die schwenkbar in der Nabe von Axialventilatoren gelagert sind. Derartige
schwenkbare Flügel finden im Ventilatorenbau beispielsweise dann Verwendung, wenn
sie bei stillstehendem Ventilator, in der Schließstellung befindlich, dessen Ansaugquerschnitt
verschließen und bei laufendem Ventilator,-in der Wirkstellung befindlich, der Luftförderung
dienen sollen. Bei stillstehendem Ventilator überdecken sich die Flügel schuppenförmig
und bilden eine Scheibe, so daß zwischen den einzelnen Flügeln keine Luft hindurchtreten
kann. Hierdurch werden die bekannten jalousieartigen Klappen überflüssig, durch
die üblicherweise der Ansaugquerschnitt bei stillstehendem Ventilator verschlossen
wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schwenken der Flügel
ohne großen baulichen Aufwand in betriebssicherer und einfacher Weise zu bewirken.
Zur Lösung der Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, die Flügel unter
Ausnutzung einer bei zunehmender Drehzahl des Flügelrades auftretenden Trägheitskraft
zu schwenken. Die Flügel werden sich bei stillstehendem Flügelrad in der Schließstellung
befinden und durch eine beim Anlaufen des Ventilators auftretende Trägheitskraft
derart geschwenkt werden, daß sie sich bei maximaler Drehzahl des
Ventilators
in der Förderstellung befinden. Ein Zurückschlagen der Flügel in die Schließstellung
wird durch den bei umlaufendem Ventilator auf .die Flügel wirkenden Luftdruck verhindert.
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Eine Trägheitskraft wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung durch
ein Schwunggewicht erzeugt, welches um einen einstellbaren Betrag drehbar auf der
Flügelradwelle gelagert ist und über Betätigungsglieder in Wirkverbindung mit den
Flügeln steht. Die Übertragung des bei Beschleunigung auftretenden Verdrehungsausschlages
eines Schwunggewichtes, das auf einer mit der Drehwelle fest verbundenen Nabe drehbar
gelagert ist, gegenüber dieser ist zwar in der. Meßtechnik bekannt und üblich, in
gleicher oder ähnlicher Weise arbeitende Flügelräder mit, schwenkbaren Flügeln sind
jedoch bisher nicht bekanntgeworden. Bei Flügelrädern mit schwenkbaren Flügeln sind
bisher vielmehr nur durch Fliehkraft betätigte Flügelschwenkvorrichtungen bekanntgeworden.
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Gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal werden beim Schwenken der Flügel
aus ihrer Ausgangsstellung - z. B. Schließstellung - heraus, Kraftspeicher gespannt,
die die Flügel in ihre Ausgangsstellung zurückzuschwenken suchen. Der Schwenkbereich
der Flügel wird zweckmäßig durch Anschlagstifte begrenzt. Das Schwunggewicht und
die drehfest auf der Flügelradwelle sitzende Nabe des Flügelrades sind durch eine
Stift-Schlitz-Verbindung miteinander gekoppelt. Der Schlitz der Stift-Schlitz-Verbindung
erstreckt sich in Umfangsrichtung des Flügelrades, und seine Länge bestimmt den
Winkel, um den sich das Schwunggewicht auf der Flügelradwelle drehen kann. Der Stift
der Stift-Schlitz-Verbindung steht unter der Wirkung eines Kraftspeichers.
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Beim Anlaufen des Flügelrades bleibt zunächst das Schwunggewicht infolge
seiner Masse hinter dem Flügelrad zurück, wobei die Betätigungsglieder die Flügel
schwenken. Der Stift der Stift-Schlitz-Verbindung wandert in dem Schlitz, wobei
der Kraftspeicher, unter dessen Wirkung der Stift steht, gespannt wird. Gleichzeitig
werden auch die Kraftspeicher, unter deren Wirkung die Flügel stehen, gespannt.
Beim Stillsetzen des Flügelrades entspannen sich diese Kraftspeicher und bringen
die Flügel in ihre Ausgangsstellung zurück.
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Um dem Ventilator ein möglichst glattes und gefälliges Äußere zu geben
und um etwa in der Förderluft vorhandene Verunreinigungen von den Federn, Übertragungsgliedern
usw. fernzuhalten, wird die Schwungmasse innerhalb der Nabe des Flügelrades angeordnet,
so daß die Nabe die Schwungmasse, und damit auch die Übertragungsglieder usw. als
Gehäuse umschließt.
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Eine bauliche Vereinfachung ist dadurch zu erzielen, daß das Flügelrad
selbst als Schwunggewicht ausgebildet ist, indem es drehbar auf der Flügelradwelle
gelagert und mit dieser über eine Stift-Schlitz-Verbindung gekoppelt ist, deren
Schlitzlänge den Drehbereich des Flügelrades gegenüber der Flügelradwelle festlegt.
Läuft der Ventilator an, so bleibt das Flügelrad zunächst gegenüber der Flügelradwelle
um einen etwa der Schlitzlänge entsprechenden Betrag zurück, und die Übertragungsglieder
schwenken dabei die Ventilatorflügel.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch
dargestellt. Es zeigt Fig. i ein gemäß der Erfindung ausgestaltetes Flügelrad in
Richtung der Flügelradwelle gesehen, wobei der, einfacheren Darstellung wegen nur
ein Flügel gezeichnet ist, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-11 in Fig. 1,
Fig. 3 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles A in Fig. i, Fig.4 ein weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung in einer der Fig. i entsprechenden Darstellung, Fig. 5 einen Schnitt
nach der Linie V-V in Fig. 4, Fig. 6 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles B in Fig.
4, Fig. 7 eine Einzelheit der Erfindung in kleinerem Maßstab in Richtung der Flügelradwelle
gesehen, Fig. 8 einen Schnitt nach der Linie VIII-VIII in Fig. 7.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. i bis 3 sitzt auf der Welle
i drehfest das Flügelrad 2 mit der Nabe 3. In je einer Bohrung 4 der NTabe 3 ist
eine Buchse 5 eingepaßt, in der drehbar der Flügel 6 mit dem Lagerbolzen 7 gelagert
ist. Im unteren Teil des Lagerbolzens sitzt ein Querstift B. Er liegt an dem durch
die Nabe hindurchragenden Ende der Buchse 4 an und verhindert in Verbindung mit
einem Bund 9 des Flügels Bewegungen des Flügels in radialer Richtung. An dem einen
Ende des Querstiftes 8 ist ein Kraftspeicher in Form einer Zugfeder io eingehängt,
die in einem Federstift i i der Flügelradnabe 3 gehalten ist. Das der Zugfeder io
abgewandte Ende des Querstiftes 8 arbeitet mit einem Betätigungsstift i2 zusammen.
Der Betätigungsstift i2 ist in eine Schwungscheibe 13 eingesetzt, die drehbar auf
einem hülsenförmigen Teil 3" der Nabe 3 gelagert ist. Die Schwungscheibe 13 ist
in Richtung der Welle i durch einen Stift 14 und die radial gerichtete Wand 3b der
Nabe 3 festgelegt. Die Schwungscheibe 13 ist mit einem in Umfangsrichtung sich erstreckenden
Längsschlitz 15 versehen. In den Schlitz 15 ragt ein Stift 16, der in der Nabe 3
gehalten ist und unter der Wirkung einer Zugfeder 17 steht. Die Zugfeder 17 ist
mit ihrem dem Stift 16 abgewandten Ende an der Schwungscheibe 13 gehalten.
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Die Nabe 3 umschließt die Schwungscheibe 13 gehäuseartig mit der radial
verlaufenden Wand 3b und dem äußeren flanschartigen Teil 3,. Die dein radialen Teil
3b gegenüberliegende, offene Seite der Nabe wird durch eine Scheibe 18 abgedeckt,
so daß für die Schwungscheibe 13 ein allseitig geschlossenes Gehäuse entsteht.
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Steht der Ventilator still, d. b. läuft das Flügelrad nicht um, dann
befindet sich der Flügel 2 in
einer zur Welle i senkrechten und
zum Ansaugquerschnitt des Ventilators parallelen Ebene. Die Teilung der Flügelanordnung
ist so gewählt, daß sich die einzelnen Flügel des Flügelrades in dieser Stellung
schuppenförmig überdecken und eine Scheibe bilden, die den Ansaugquerschnitt des
Ventilators verschließt. Diese Flügelstellung ist in den Fig. i bis 3 dargestellt.
Die Zugfedern io, 17 sind entspannt. Die Stift-Schlitz-Verbindung 15, 16 hält die
Schwungscheibe 13 und das Flügelrad in einer derartigen gegenseitigen Lage, daß
der Stift 12 der Schwungscheibe an dem Querstift 8 des Flügels 6 anliegt.
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Wird das Flügelrad über die angetriebene Welle i in Richtung des Pfeiles
a in Umdrehung versetzt, dann läuft das auf der Welle i drehfest sitzende Flügelrad
sofort um, während die drehbar auf dem Nabenteil 3Q gelagerte _Schwungscheibe 13
infolge ihrer Trägheitskraft der Umdrehung des Flügelrades gegenüber zurückbleibt.
Hierbei wird der Flügel über den Stift 12 und den Querstift 8 geschwenkt. Das Maß,
um den die Schwungscheibe gegenüber dem Flügelrad zurückbleiben kann, ist festgelegt
durch die Länge des Schlitzes 15. Der Flügel wird mittels der Stifte 8, 12 so lange
geschwenkt, bis er seine Wirk-, d. h. Förderstellung erreicht hat. Ein Schwenken
des Flügels über diese Stellung hinaus wird verhindert durch einen Anschlagstift
ig, an dem der Querstift 8 zur Anlage kommt (Stellung I in Fig. 3). Die Zugfeder
io, die an dem Querstift 8 angreift, wird dabei gespannt. Ebenso die Zugfeder 17,
indem der Stift 16 beim Anlaufen des Flügelrades von der Stellung III in dem Schlitz
15 in die Stellung IV wandert. Ein Zurückschwenken des Flügels in die Schließstellung
bei umlaufendem Flügelrad wird verhindert durch den auf der Flügelfläche lastenden
Luftdruck. Erst wenn das Flügelrad wieder stillgesetzt wird, kann die sich entspannende
Feder io den Flügel in seine Schließstellung zurückbringen.
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Während bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. i bis 3 die Nabe 3
als Gehäuse für die Schwungscheibe 13 ausgebildet ist, übernimmt bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. d. bis 6 die Nabe bzw. das Flügelrad selbst die Aufgabe der Schwungscheibe.
Auf der Welle i sitzt drehfest eine Nabenbuchse 30 mit einem flanschartigen,
sich in radialer kichtung erstreckenden Ansatz 3o, Auf der Nabenbuchse
30 ist drehbar das Flügelrad 2 mit der Nabe 3 gelagert. Das Flügelrad 2 ist
in Längsrichtung der Welle i festgelegt durch den Flansch 30a und den Stift 1q..
In der Bohrung 4. der Nabe 3, in die wiederum die Buchse 5 eingesetzt ist, ist der
Flügel 6 mit dem Lagerbolzen 7 gelagert. In den Lagerbolzen 7 ist der Querstift
8 eingesetzt. Am einen Ende des Querstiftes 8 ist die Zugfeder io eingehängt, die
von einem Federstift i i der Nabe 3 gehalten wird. Das der Feder io abgewandte Ende
des Querstiftes 8 arbeitet mit einem Stift 12" zusammen, der funktionsmäßig dem
Stift 12 im ersten Ausführungsbeispiel entspricht. Er ist in der Nabenbuchse
30 eingesetzt und ragt durch einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden
Schlitz 31 der Nabe 3 hindurch. In die Nabe ist außerdem ein in Umfangsrichtung
sich erstreckender Längsschlitz 15" eingearbeitet, in den ein Stift i 6Q hineinragt.
Der Stift 16" ist in dem Flansch 30,
der Büchse 30 gehalten und steht
unter der Wirkung einer Zugfeder 17Q. Die Zugfeder 17, wird mit dem dem Stift 16"
abgewandten Ende an der Nabe 3 gehalten.
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Wird die Welle i angetrieben und in Richtung des Pfeiles a in Umdrehung
versetzt, so bleibt das Flügelrad infolge seiner Trägheit zunächst gegenüber der
Welle i und der Büchse 30 zurück. Hierbei wird der Flügel mittels der Stifte
8, 12Q aus der gezeichneten Schließstellung in die Förderstellung geschwenkt. Ein
Schwenken des Flügels über diese Stellung hinaus wird durch den Anschlagstift i9
verhindert, der in der Flügelradnabe gehalten ist. Beim Umlaufen des Flügelrades
wird wiederum. ein Zurückschwenken des Flügels in die Schließstellung durch den
auf dem Flügel lastenden Luftdruck verhindert. Wird das Flügelrad stillgesetzt,
dann entspannt sich die beim Ausschwenken des Flügels gespannte Zugfeder io und
bringt den Flügel in seine Schließstellung zurück. Ebenso entspannt sich die Zugfeder
17Q und bringt das Flügelrad 2 und die Welle i (mit der Büchse 30) in ihre ursprüngliche
relative Lage zueinander zurück.
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Um es zu verhindern, daß zwischen der Nabe 3 und den Flügeln 6 Luft
hindurchtritt, wenn sich die Flügel in der Schließstellung befinden, ist es zweckmäßig,
die Nabe am Umfang ballig auszubilden und die Unterkante 6" der Flügel entsprechend
der balligen Nabe auszuführen, wie es in den Fig. 7, 8 dargestellt ist.
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Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Flügel symmetrisch
auf den Lagerbolzen 7 gelagert. Die Erfindung ist selbstverständlich, auch dann
anwendbar, wenn die Flügel unsymmetrisch auf den Lagerbolzen befestigt sind.