EP2914855B1 - Fan assembly having a rotatingly driven hub - Google Patents
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- EP2914855B1 EP2914855B1 EP14726519.3A EP14726519A EP2914855B1 EP 2914855 B1 EP2914855 B1 EP 2914855B1 EP 14726519 A EP14726519 A EP 14726519A EP 2914855 B1 EP2914855 B1 EP 2914855B1
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- F05B2270/00—Control
- F05B2270/30—Control parameters, e.g. input parameters
- F05B2270/328—Blade pitch angle
Definitions
- the invention relates to a fan wheel arrangement with a rotationally driven hub according to the preamble of claim 1.
- a linear drive Over which the fan blades for adjusting the conveying direction and the flow rate are adjustable in their angle of attack.
- This linear actuator has an actuator guided in the support neck spindle drive, via which an actuator in the form of a control rod guided in the control rod is axially adjustable.
- On the actuating rod axially spaced from the spindle drive to the hub shell is rotationally fixed supported, axially adjustable annular body, which lies in radial overlap with the adjustable in their pitch fan blades and is connected to these about eccentric to the axes of rotation engaged with supporting elements.
- fan wheel assembly is from the EP 0361982 A2 known.
- the fan hub is mounted on a support neck and a control rod axially slidably received in the support neck as an actuator.
- On the actuating rod is axially fixed in axial overlap area to the held in the hub, adjustable in its blade angle fan blades mounted an annular body.
- FIG. 6 Another fan drive with adjustable in the blade angle fan blades and hydraulic actuator shows the US Pat. No. 6,439,850 B1 ,
- the fan hub of the fan assembly is mounted on a combustion engine side support neck.
- the support neck runs in the direction of the fan hub on a radial overlap to those in the Fan hub mounted fan blade lying support shaft, on which an actuator piston is guided axially displaceable as an actuator.
- the actuating piston is adjacent to the support axis coaxial and axially delimited cylinder chambers from and is hydraulically acted upon by corresponding hydraulic actuation via the support neck continuous line connections axially displaceable.
- the invention has for its object to design a fan assembly of the type mentioned in terms of a compact design as possible, which preferably also allows the realization of different configurations of the fan wheel while maintaining its basic structure.
- the design of the fan wheel arrangement according to the invention also offers, in particular, favorable possibilities for a different design of the linear drive provided for the adjustment of the fan blades and received in the fan hub.
- a related possibility is the training as a spindle drive with axially fixed support in the support neck guided spindle and the spindle axially adjustable actuator, such a configuration is to make very low, in particular with an electric motor drive for the linear drive.
- the actuator is designed in such a configuration, in particular in the form of a sleeve-shaped, axially to the free end of the support neck cross-supporting body, which is threadedly connected to the spindle in the region of its projecting beyond the support neck end in particular by a re-entrant collar.
- a piston is expediently received in an axially displaceable manner as an actuating element in a cylinder space of the support neck.
- the piston as an actuating element is advantageously at least axially fixedly connected to the actuator via a piston rod received in the support neck, whereby here too the actuator, analogous to the spindle drive, can be formed via a sleeve body axially displaceable and rotationally fixed to the support neck.
- Such a constructed fan assembly can be due to their axially very compact design accommodate in predetermined tight spaces between the engine and radiator, preferably the drive connection between the engine and fan is assigned to the support neck opposite side of the fan wheel, against which the spindle expires with its threaded portion, from which the support neck widens in the opposite direction to a transmission housing.
- a drive connection of a separate drive motor leak, spaced from the transmission housing and possibly supported independently supported by this and can be connected via a shaft drive with a rigid or flexible shaft in drive connection to the spindle.
- the shaft preferably extends substantially parallel to the plane of the fan wheel, so that its axial length does not increase significantly.
- the drive motor can at least partially in the radial overlap area for supporting the support neck in a projecting lid portion of the Hub of the fan wheel are placed to save space, so that also a compact overall arrangement is achieved.
- the transmission housing is formed as a combined motor-gear housing, in which the drive motor is arranged annularly surrounding the central support of the support neck in the projecting lid portion of the hub of the fan wheel.
- the signposted type can be realized while maintaining the basic structure different embodiments in a simple manner.
- fan wheels in which an air delivery is only in a conveying direction, for example, sucking through the radiator in the direction of the internal combustion engine is provided and by changing the angle of attack for the fan blades while maintaining the conveying direction only the flow rate is varied, thus the cooling performance needs is adjusted.
- Such an operation is usefully limited in consideration of the aerodynamic conditions to changes in the size of the angle of attack, which are at about 30 - 50 °.
- the basic structure of the fan wheel described here also makes it possible to change the position of the fan blades far beyond this range, so in particular also to pivot the fan blades while maintaining the feed direction for the actuator beyond a turnup position, in which the fan blades extend transversely to the fan blade Circumferential direction of the fan wheel extend and thus in an area in which there is a reversal of the conveying direction.
- This reversal of the conveying direction means in consideration of the above statements relating to an arrangement of the fan between the engine and radiator conveying the air in the direction of the radiator, so in contrast to the above-mentioned suction a blown operation.
- the actuator is enlarged by the spindle from the originally given axial end position to spindle or support neck to increase the angle of attack Move along the threaded portion of the spindle until the Umtschlage is reached and, if a reversal of the conveying direction is intended, beyond.
- a smaller angle range is used for the angle of attack for the reversal of the conveying direction, since the angle of attack against the end position, which corresponds to the maximum extension length of the actuator to the supporting neck, decreases starting from the envelope position for conveying towards bubbles.
- an axial clearance in the support of the annular body to the actuator relative to actuating forces acting on the fan blades can be provided by the, under the influence of an adjustment of the fan blades in the sense an increase in the angle of attack causing forces, an adjustment of the fan blades on a relative to the predetermined by the adjustment angle of attack larger angle is possible.
- the fan blades based on their axes of rotation, are spring-supported counter to their pivoting direction on the given in the direction of suction suction end position in the initial position, wherein the resilient support of the fan blades, based on their axes of rotation, thereby achieve in that the ring body is spring-loaded in its position corresponding to the initial position of sucking the fan blades, in particular by an axially resilient support of the ring body against the housing.
- the rotary drive of the spindle can be done both by an electric as well as a fluidic drive motor.
- the in the Fig. 1 to 3 illustrated impeller assembly 1 has a fan 2.
- this fan 2 is in Fig. 2 and 3 schematized illustrates its to an internal combustion engine 3 axial arrangement, as for example - is shown here - given an arrangement of the fan 2 between the engine 3 and an axially opposite radiator 47 - here schematically.
- the arrangement of the fan wheel 2 in this case is preferably supported supported to the engine 3, for example via a flange 4 supported by the engine 3 via a bearing 4 and, to this axially opposite, a position fixed to the engine 3 support 6.
- In the region of the support 6 is in one embodiment the Lüfterradan onion according to Fig.
- the actuator 15 as a support body is non-rotatably supported to a spindle 14 coaxial and in turn to the support 6 rotatably, preferably positionally fixed support neck 16 which merges in the direction of the support 6 in a transmission housing 17.
- a gear housing 17 is provided as a drive connection from the rotary drive 9 to the spindle drive 13, a worm gear 19 with a worm gear 20 driven by a worm wheel 21 which is rotationally fixed to the spindle 14.
- the spindle 14 has a guide portion 22 which is rotatably mounted to the support neck 16 and axially fixed in position and which merges via a support collar 16 axially supporting annular collar 23 in a threaded portion 24 of smaller diameter.
- the actuator 15 is in the form of a sleeve-shaped support body via a radially inwardly projecting threaded collar 25 which engages over the annular collar 23 radially and axially adjoins a neck portion 26 of the actuator 15, which, as from the in Fig. 4 shown section according to IV-IV can be seen on the support neck 16 axially displaceable and rotatably guided in particular via a non-circular connection.
- the support neck 16 has in the region of the non-circular connection rectangular cross-section with rounded edges and is overlapped by the corresponding inner cross-section having a neck portion 26, in particular from Fig. 4 seen.
- a ring body 28 is arranged in its threaded collar 25 radially overlapping axial region via a bearing 27, which is also axially supported via the bearing 27 to the actuator 15 and thus via the actuator 15, as explained in more detail below, according to the direction of rotation of the spindle drive 13 is axially adjustable.
- the annular body 28 and lying in its connection to the spindle drive elements 13 are in the radial overlap region to the fan blades 10, which are rotatably mounted in the peripheral part of the hub shell 29 at its radial extent about its axes of rotation 11 and the axially displaceable with the hub shell 29 and rotatably supported ring body 28 are connected via drive elements.
- the hub shell 29 split axially into two halves 32, 33 runs in relation to the illustrations according to FIG Fig. 1 to 3 , axially opposite to the internal combustion engine 3 on the gear housing 17 in a cover part 34, which has a neck extending to the gear housing 17 neck 35 in the coverage area to the support neck 16 of the support neck 16 to the neck 35 of the cover member 34 via a bearing 38 axially and radially is supported, whereby a supporting support of the fan wheel 2 between the internal combustion engine 3 and the axially opposite support 6 in the region of the transmission housing 17 is achieved.
- FIGS. 7 and 8 is the appearance of a fan 2 illustrated, the pivotable about radial axes of rotation 11 fan blades 10 for reversing the conveying direction via a plane perpendicular to the orbital plane 39 of the fan 2 transverse plane, ie a transverse position are pivotable.
- the fan blades 10 are illustrated in a starting position in which they are under a small, opening in the direction of rotation angle of attack - 45 in Fig. 8 - are employed to the orbital level 39 and towards the in Fig. 2 Indicated internal combustion engine 3 by the relative to the fan to the engine 3 opposite, not shown cooler suck in cooling air - suction operation of the Fan wheel 2.
- a different in the direction of rotation of the fan blades about their respective axis of rotation different loading by aerodynamic forces can also be achieved in that the fan blades are arranged offset with respect to their wing plane radially to the respective wing axis of rotation.
- a clearance is provided according to the invention.
- Fig. 2 illustrated in contrast to a solution in which an axial position-fixed connection of the actuator 15 is given to the annular body 28, so that a forced coupling between actuator, actuator 15 and ring body 28 is realized.
- both possibilities according to the invention can be achieved while maintaining the basic structure in that the bearing 27 in the case of Fig. 2 to the annular body 28 is firmly supported, in the case of Fig. 3 but, as previously described, with axial play.
- Both solutions can be realized with little effort in each case via a snap ring support, wherein a snap ring 42 in the solution according to Fig. 2 the bearing 27 to the ring body 28 free of play by engagement in a rear side provided for bearing 27 groove 43 of the ring body 28 determines.
- a corresponding engagement groove 44 is in the solution according to Fig. 3 provided with axial distance to the bearing 27, which in the solution according to Fig. 3 aspired axial clearance wegbe abstraction results.
- the corresponding grooves 43, 44 can be in common without affecting the respective solution a ring body 28 may be provided so that the same parts can be used for both solutions.
- fan wheels 10 according to FIGS. 7 and 8 or fan wheels 10 according to FIGS. 9 and 10 to operate, based on the reversal of the conveying direction by switching the fan blades 10 differ in that the fan blades 10 in the solution according to FIGS. 7 and 8 about a transverse position and the solution according to FIGS. 9 and 10 be switched over a neutral position in which the planes of the fan blades 10 extend in the orbital plane 39 of the fan 2.
- Such a solution requires a positive guidance of the fan blades 10 with respect to their pivotal position about their respective axis of rotation 11, as in an axially positionally fixed support of the actuator 15 to the annular body 18 in the solution according to Fig. 2 is illustrated.
- FIG. 2 and 3 are as with the ring body 28 for the implementation of its axial movements in corresponding rotational movements of the fan blades 10 cooperating drive elements rack sections 31 and pinion 30 addressed.
- the pinions 30 are rotationally fixed to the pins 36 of the fan blades 10, the rack sections 31 extend tangentially to the pinions 30 in the direction of displacement of the annular body 28 and are arranged circumferentially fixed to the annular body 28.
- Fig. 8 and 10 illustrate that, depending on the required pivoting direction (arrow 41 or 49) of the fan blade 10 with respect to the feed direction of the annular body 28, the rack portions 31 to the pinion 30 laterally offset, so are relative to the pinion 30 to be arranged on opposite sides.
- the given axial, wegbe ancestrale clearance between the actuator 15 and the annular body 28 can also be used to superimposed to the actuator for the fan blades 10 to raise the given in the starting position angle 45 via a temperature-dependent actuator 46 if necessary, if, for example, to be cooled internal combustion engine 3 is operated under high load at low speed and accordingly a operated at a correspondingly low speed impeller 10 would remain in its cooling performance compared to the requirements of the internal combustion engine 3.
- a temperature-dependent actuator 46 can, for example, as in Fig. 8 indicated, a thermo-wax element may be provided, the circumferentially to the hub shell 29 lying and supported a respective fan blades 10 back acted upon in the sense of increasing the angle of attack 45.
- FIGS. 7 and 8 is based on solutions according to the invention, a drive solution to the actuator 12 illustrated, in which a drive motor 50 in the form of an electric motor - is also possible a hydraulic motor - is provided.
- a drive motor 50 in the form of an electric motor - is also possible a hydraulic motor - is provided.
- This is flanged in direct association with the fixed, fixed on the support 6 gear housing 17 flanged to this shown, namely at a radial extent to the axis of rotation 8 of the hub 7, so that for the Lüfterradan angel 1 gives a flat structure.
- FIG. 8 also illustrates that around the neck 35 of the cover member 34 of the hub shell 29 in such a solution an annular space remains as a free space 51, which would be suitable for the placement of a drive motor 50, so that in addition to the solution shown also further drive concepts with a total flat design the fan wheel assembly are possible.
- the space 51 is indicated by dashed lines.
- FIG. 11 corresponds largely to those according to Fig. 2 , so that with regard to the preceding description, in particular to the comments on Fig. 2 reference is made and reference is made, according to this reference, the same reference numerals are used for the same parts.
- the actuator 12 is in turn designed as a linear drive, but now in the form of a piston drive 52 and provided in coordination therewith, the support neck 53 for receiving the piston 54 of the piston drive 52 with a cylinder chamber 55.
- the piston 54 passes into a piston rod 56 which passes through the cylinder space 55 and starting from the cylinder chamber 55 through a guide bore 57 of the support neck 53 terminates on an end portion 58 which is axially overlapping a collar 59 of the actuator 15 and with this at least axially , but preferably axially and radially fixed position is connected, for example, which is not shown here, by a corresponding threaded connection.
- FIG. 11 schematically illustrates a hydraulic control, starting from a pressure source 61 in the form of a pump or storage arrangement, in its place a connection can be made to existing pressure sources. Via the pressure source 61, a valve arrangement 62 is acted upon, from which via the supply line 63, the feeding of the working medium takes place on the cylinder space portion 64 demarcated via the piston 54.
- the valve assembly 62 operates in a known manner with a view to a finely tuned as possible compressed pressurization of the cylinder space portion 64 in a known manner clocked, wherein the control of the valve assembly 62, and optionally also the control of the pressure source 61 via a control line 66 from the controller 65, which is dependent on the each given wing angle position of the fan blades 10 and in consideration of the respective given cooling power requirement, and possibly other parameters, the valve assembly 62 responds.
- a sensor arrangement 67 for example in the form of a Hall sensor indicated, which communicates with the control unit 65 via a control line 68, wherein in the control unit 65, a corresponding processing of said parameters, optionally in conjunction with other parameters, via a control line 69, for example be made available from an engine control unit.
- a control line 68 for example be made available from an engine control unit.
- an immediate control of the valve arrangement 62 take place.
- valve assembly 62 in consideration of corresponding operating parameters, such as the wing angle, for example, by the date of the Applicant German Patent Application 10th 2011 101 494 , as well as other documents known. It is also within the scope of the invention to implement the hydraulic control as a function of the respective parameters to be taken into account via a proportionally operating valve arrangement 62, in particular a proportional valve.
- Fig. 11 is shown only one-sided pressurization of the piston 54, shown in conjunction with a schematically indicated spring support in the opposite direction by a spring 70.
- a two-sided pressurization and thus the opposite adjustment of the piston 54, as indicated by the arrow 60, can be realized in a corresponding manner.
Description
Die Erfindung betrifft ein Lüfterradanordnung mit drehend angetriebener Nabe gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a fan wheel arrangement with a rotationally driven hub according to the preamble of
Eine aus der
Ausgehend von einem brennkraftmaschinenseitigen Stellantrieb der Lüfteranordnung ist der Traghals von einem Linearantrieb durchsetzt, über den die Lüfterflügel zur Einstellung der Förderrichtung und der Fördermenge in ihrem Anstellwinkel einstellbar sind. Dieser Linearantrieb weist als Stellelement einen im Traghals geführten Spindeltrieb auf, über den ein Stellglied in Form einer im Traghals geführten Stellstange axial verstellbar ist. Auf der Stellstange ist axial beabstandet zum Spindeltrieb ein zum Nabengehäuse drehfest abgestützter, axial verstellbarer Ringkörper gelagert, der in radialer Überdeckung zu den in ihrem Anstellwinkel einstellbaren Lüfterflügeln liegt und mit diesen über exzentrisch zu deren Drehachsen in Eingriff stehenden Stützelementen verbunden ist.Starting from an engine-side actuator of the fan assembly of the support neck is penetrated by a linear drive over which the fan blades for adjusting the conveying direction and the flow rate are adjustable in their angle of attack. This linear actuator has an actuator guided in the support neck spindle drive, via which an actuator in the form of a control rod guided in the control rod is axially adjustable. On the actuating rod axially spaced from the spindle drive to the hub shell is rotationally fixed supported, axially adjustable annular body, which lies in radial overlap with the adjustable in their pitch fan blades and is connected to these about eccentric to the axes of rotation engaged with supporting elements.
Eine weitere Lüfterradanordnung ist aus der
Einen entsprechenden Linearantrieb auf hydraulischer Basis für eine Lüfterradanordnung zeigt
Einen weiteren Lüfterradantrieb mit im Flügelwinkel verstellbaren Lüfterflügeln und hydraulischem Stellantrieb zeigt die
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lüfterradanordnung der eingangs genannten Art im Hinblick auf einen möglichst kompakten Aufbau auszugestalten, der bevorzugt auch die Realisierung unterschiedlicher Ausgestaltungen der Lüfterradanordnung unter Beibehalt von deren Grundaufbau ermöglicht.The invention has for its object to design a fan assembly of the type mentioned in terms of a compact design as possible, which preferably also allows the realization of different configurations of the fan wheel while maintaining its basic structure.
Erreicht wird dies mit den Merkmalen des Anspruches 1, zu denen die weiteren Ansprüche zweckmäßige, teils auch eigenständig zweckmäßige Ausgestaltungen angeben.This is achieved with the features of
Durch die Ausgestaltung gemäß Anspruch 1 ergibt sich eine axial sehr gedrängte Bauform mit zentralem, im axialen Überdeckungsbereich zum Ringkörper und den Lüfterflügeln liegendem und in diesem Bereich zum Traghals auch abgestütztem Stellglied. Dies bringt günstige Belastungsverhältnisse mit sich, macht damit auch eine schwächere Dimensionierung der Bauteile ungeachtet der zu beherrschenden, teilweise auch schlagartigen, Belastungen möglich. Insbesondere ist trotz der im Bereich der radialen Abstützebene des Ringkörpers zum Stellglied liegenden Antriebsverbindung zwischen Stellglied und Stellelement als Teilen eines Lineartriebes diese Antriebsverbindung von Stützkräften zumindest weitgehend entlastet, da das Stellglied seinerseits übergreifend zum Traghals auf diesem abgestützt axial verschiebbar geführt ist. Begünstigt wird durch eine derartige Gestaltung auch eine radial sehr kompakte Bauweise, da aufgrund der Entlastung von Stützkräften das Stellelement in seinem Stellkraft übertragenden Eingriffsbereich zum Stellglied im Durchmesser abgesetzt ausgeführt werden kann, mit entsprechend abgestufter Ausbildung des hülsenförmigen Traghalses zur Aufnahme der bevorzugt durch ein Kugellager gebildeten Lagerverbindung zum Stützkörper.Due to the configuration according to
Die erfindungsgemäße Gestaltung der Lüfterradanordnung bietet insbesondere auch günstige Möglichkeiten zu einer unterschiedlichen Ausbildung des für die Verstellung der Lüfterflügel vorgesehenen, in der Lüfterradnabe aufgenommenen Lineartriebes. Eine diesbezügliche Möglichkeit ist die Ausbildung als Spindeltrieb mit im Traghals axial lagefest abgestützt geführter Spindel und über die Spindel axial verstellbarem Stellglied, wobei eine solche Ausgestaltung insbesondere mit einem elektromotorischen Antrieb für den Lineartrieb sehr günstig zu gestalten ist. Das Stellglied ist bei einer derartigen Ausgestaltung insbesondere in Form eines hülsenförmigen, zum freien Ende des Traghalses axial übergreifenden Stützkörpers gestaltet, der mit der Spindel im Bereich seines über den Traghals hinausragenden Endes insbesondere durch einen einspringenden Bund gewindeverbunden ist.The design of the fan wheel arrangement according to the invention also offers, in particular, favorable possibilities for a different design of the linear drive provided for the adjustment of the fan blades and received in the fan hub. A related possibility is the training as a spindle drive with axially fixed support in the support neck guided spindle and the spindle axially adjustable actuator, such a configuration is to make very low, in particular with an electric motor drive for the linear drive. The actuator is designed in such a configuration, in particular in the form of a sleeve-shaped, axially to the free end of the support neck cross-supporting body, which is threadedly connected to the spindle in the region of its projecting beyond the support neck end in particular by a re-entrant collar.
Konstruktiv sind bei einer solchen Lösung einfache Möglichkeiten gegeben, beispielsweise um über einen Ringbund der Spindel eine axiale Abstützung derselben gegenüber dem Traghals wie auch eine axiale Anschlagfläche im Verschiebeweg des Stellgliedes zum Traghals zu realisieren.Constructive simple options are given in such a solution, for example, to realize about a collar of the spindle an axial support thereof relative to the support neck as well as an axial stop surface in the displacement of the actuator to the support neck.
Eine weitere Möglichkeit der Ausgestaltung des Linearantriebes ist dessen Ausbildung als Kolbentrieb, wobei auch bei dieser Ausgestaltung ein sehr einfacher Grundaufbau, der dem bei einem Spindeltrieb weitgehend entspricht, gegeben ist. Bei einem solchen Kolbentrieb ist zweckmäßigerweise ein Kolben als Stellelement in einem Zylinderraum des Traghalses axial verschieblich aufgenommen. Der Kolben als Stellelement wird zweckmäßigerweise über eine im Traghals aufgenommene Kolbenstange zumindest axial lagefest mit dem Stellglied verbunden, wobei auch hier das Stellglied, analog zum Spindeltrieb, über einen zum Traghals axial verschieblichen und drehfest abgestützten Hülsenkörper gebildet sein kann.Another possibility of the design of the linear drive is its training as a piston engine, wherein also in this embodiment, a very simple basic structure, the one at a Spindle drive largely corresponds, is given. With such a piston drive, a piston is expediently received in an axially displaceable manner as an actuating element in a cylinder space of the support neck. The piston as an actuating element is advantageously at least axially fixedly connected to the actuator via a piston rod received in the support neck, whereby here too the actuator, analogous to the spindle drive, can be formed via a sleeve body axially displaceable and rotationally fixed to the support neck.
Eine derartig aufgebaute Lüfterradanordnung lässt sich aufgrund ihrer axial sehr kompakten Bauweise auch in vorgegebenen engen Bauräumen zwischen Brennkraftmaschine und Kühler unterbringen, wobei bevorzugt die Antriebsverbindung zwischen Brennkraftmaschine und Lüfterrad der zum Traghals gegenüberliegenden Seite des Lüfterrades zugeordnet ist, gegen die die Spindel mit ihrem Gewindeabschnitt ausläuft, von dem ausgehend der Traghals sich in Gegenrichtung zu einem Getriebegehäuse erweitert.Such a constructed fan assembly can be due to their axially very compact design accommodate in predetermined tight spaces between the engine and radiator, preferably the drive connection between the engine and fan is assigned to the support neck opposite side of the fan wheel, against which the spindle expires with its threaded portion, from which the support neck widens in the opposite direction to a transmission housing.
Auf dieses kann beispielsweise bei einem Linearantrieb in Form eines Spindeltriebes eine Antriebsverbindung eines separaten Antriebsmotors auslaufen, der beabstandet zum Getriebegehäuse und gegebenenfalls unabhängig von diesem abgestützt angeordnet sowie über einen Wellentrieb mit starrer oder biegsamer Welle in Antriebsverbindung zur Spindel stehen kann. Bei einer solchen Anordnung erstreckt sich die Welle bevorzugt im Wesentlichen parallel zur Ebene des Lüfterrades, so dass sich dessen axiale Länge nicht signifikant vergrößert.On this, for example, in a linear drive in the form of a spindle drive a drive connection of a separate drive motor leak, spaced from the transmission housing and possibly supported independently supported by this and can be connected via a shaft drive with a rigid or flexible shaft in drive connection to the spindle. In such an arrangement, the shaft preferably extends substantially parallel to the plane of the fan wheel, so that its axial length does not increase significantly.
Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, den Antriebsmotor am Getriebegehäuse anzuflanschen. Hierbei kann der Antriebsmotor zumindest teilweise auch im radialen Überdeckungsbereich zur Lagerung des Traghalses in einem auskragenden Deckelbereich der Nabe des Lüfterrades raumsparend platziert werden, so dass ebenfalls eine kompakte Gesamtanordnung erreicht wird.In the context of the invention, it is also to flange the drive motor on the transmission housing. Here, the drive motor can at least partially in the radial overlap area for supporting the support neck in a projecting lid portion of the Hub of the fan wheel are placed to save space, so that also a compact overall arrangement is achieved.
Eine weitere Möglichkeit bezüglich der Anordnung eines separaten Antriebsmotors für den Spindelantrieb besteht in der Ausbildung des Getriebegehäuses als kombiniertes Motor-Getriebegehäuse, in dem der Antriebsmotor ringförmig umschließend zur zentralen Lagerung des Traghalses im auskragenden Deckelbereich der Nabe des Lüfterrades angeordnet wird.Another possibility with respect to the arrangement of a separate drive motor for the spindle drive is the formation of the transmission housing as a combined motor-gear housing, in which the drive motor is arranged annularly surrounding the central support of the support neck in the projecting lid portion of the hub of the fan wheel.
Insbesondere in Verbindung mit solchen Gestaltungen der Antriebsverbindung des Antriebsmotors zur Spindel, aber auch generell im Hinblick auf eine statisch günstige Tragabstützung des Lüfterrades, erweist es sich als zweckmäßig, das Lüfterrad, bei zur Antriebsseite des Lüfterrades axial gegenüberliegendem Stellantrieb zur Einstellung des Anstellwinkels der Lüfterflügel, axial beiderseits lagefest abzustützen, bevorzugt jeweils zur Brennkraftmaschine beispielsweise über eine brückenartig untergreifende, an der Brennkraftmaschine abgestützte Tragkonstruktion.In particular, in connection with such designs of the drive connection of the drive motor to the spindle, but also generally with regard to a statically favorable supporting support of the fan wheel, it proves useful to the fan, with the drive side of the fan axially opposed actuator for adjusting the angle of attack of the fan blades, axial position on both sides to support, preferably in each case to the internal combustion engine, for example, via a bridge-like interlocking, supported on the internal combustion engine support structure.
Mit einer Lüfterradanordnung der vorgeschilderten Art lassen sich unter Beibehalt des Grundaufbaus unterschiedliche Ausgestaltungsformen in einfacher Weise realisieren. So beispielsweise Lüfterräder, bei denen eine Luftförderung lediglich in einer Förderrichtung, zum Beispiel saugend durch den Kühler in Richtung auf die Brennkraftmaschine, vorgesehen ist und durch Veränderung des Anstellwinkels für die Lüfterflügel unter Beibehalt der Förderrichtung lediglich die Fördermenge variiert wird, somit die Kühlleistung den Bedürfnissen angepasst wird.With a Lüfterradanordnung the signposted type can be realized while maintaining the basic structure different embodiments in a simple manner. For example, fan wheels, in which an air delivery is only in a conveying direction, for example, sucking through the radiator in the direction of the internal combustion engine is provided and by changing the angle of attack for the fan blades while maintaining the conveying direction only the flow rate is varied, thus the cooling performance needs is adjusted.
Eine solche Arbeitsweise ist in Berücksichtigung der aerodynamischen Gegebenheiten sinnvollerweise auf Veränderungen der Größe des Anstellwinkels beschränkt, die bei etwa 30 - 50° liegen.Such an operation is usefully limited in consideration of the aerodynamic conditions to changes in the size of the angle of attack, which are at about 30 - 50 °.
Der hier geschilderte Grundaufbau des Lüfterrades macht es aber auch möglich, die Anstellung der Lüfterflügel weit über diesen Bereich hinaus zu verändern, so insbesondere auch die Lüfterflügel unter Beibehalt der Vorschubrichtung für das Stellglied über eine Umschlaglage hinaus zu verschwenken, in der sich die Lüfterflügel quer zur Umlaufrichtung des Lüfterrades erstrecken und damit in einen Bereich, in dem sich eine Umkehrung der Förderrichtung ergibt. Diese Umkehrung der Förderrichtung bedeutet in Berücksichtigung der vorstehenden Darlegungen bezogen auf eine Anordnung des Lüfterrades zwischen Brennkraftmaschine und Kühler ein Fördern der Luft in Richtung auf den Kühler, also im Gegensatz zu dem vorstehend angesprochenen Saugbetrieb einen Blasbetrieb.The basic structure of the fan wheel described here also makes it possible to change the position of the fan blades far beyond this range, so in particular also to pivot the fan blades while maintaining the feed direction for the actuator beyond a turnup position, in which the fan blades extend transversely to the fan blade Circumferential direction of the fan wheel extend and thus in an area in which there is a reversal of the conveying direction. This reversal of the conveying direction means in consideration of the above statements relating to an arrangement of the fan between the engine and radiator conveying the air in the direction of the radiator, so in contrast to the above-mentioned suction a blown operation.
Geht man in Berücksichtigung des vorgeschilderten konstruktiven Aufbaus davon aus, dass zur Ausgangslage für den Saugbetrieb und entsprechend geforderter kleiner Kühlleistung ein kleiner Anstellwinkel der Lüfterflügel korrespondiert, so wird zur Vergrößerung des Anstellwinkels das Stellglied über die Spindel aus der ursprünglich gegebenen axialen Endlage zu Spindel oder Traghals längs des Gewindeabschnittes der Spindel verfahren, bis die Umschlaglage erreicht ist und, falls eine Umkehrung der Förderrichtung beabsichtigt ist, darüber hinaus. Für die Umkehrung der Förderrichtung wird im Regelfall nur ein kleinerer Winkelbereich für den Anstellwinkel genutzt, da sich ausgehend von der Umschlaglage für die Förderung in Richtung Blasen, der Anstellwinkel gegen die Endlage verkleinert, die der maximalen Ausfahrlänge des Stellgliedes zum Traghals entspricht.If, in consideration of the pre-described constructional structure, it is assumed that a small angle of attack of the fan blades corresponds to the initial position for the suction mode and correspondingly required small cooling power, the actuator is enlarged by the spindle from the originally given axial end position to spindle or support neck to increase the angle of attack Move along the threaded portion of the spindle until the Umschlaglage is reached and, if a reversal of the conveying direction is intended, beyond. As a rule, only a smaller angle range is used for the angle of attack for the reversal of the conveying direction, since the angle of attack against the end position, which corresponds to the maximum extension length of the actuator to the supporting neck, decreases starting from the envelope position for conveying towards bubbles.
Es sind somit zunächst schon zwei Betriebsweisen möglich, nämlich ein lediglich saugender oder blasender Betrieb und ein von Saugen auf Blasen bzw. umgekehrt umstellbarer Betrieb.There are thus already two modes of operation possible, namely a merely sucking or blowing operation and a suction to blow or vice versa convertible operation.
Für beide Betriebsweisen ist es im Rahmen der Erfindung möglich, beispielsweise in Abhängigkeit von thermischen Gegebenheiten, den Anstellwinkel für die Lüfterflügel durch die gegebene mechanische Kopplung zum Stellantrieb zu steuern, wobei das Stellglied zum Ringkörper bevorzugt über die bestehende Lagerverbindung axial lagefest abgestützt ist.For both modes of operation, it is possible within the scope of the invention, for example, depending on thermal conditions, to control the angle of attack for the fan blades by the given mechanical coupling to the actuator, wherein the actuator is supported axially fixed to the ring body preferably on the existing bearing connection.
Im Rahmen der Erfindung bestehen aber auch Möglichkeiten, den Anstellwinkel der Winkelflügel unabhängig von der grundsätzlich gegebenen Zwangskopplung zum Stellantrieb über gewisse Stellbereiche zu beeinflussen, so insbesondere, bezogen auf Förderrichtung Saugen, durch axiales Spiel in Richtung auf die Ausgangslage. Mit einer solchen Entkopplung lassen sich drehzahlabhängig Korrekturen des in Abhängigkeit von thermischen Gegebenheiten eingesteuerten Anstellwinkels für die Lüfterflügel erreichen, oder auch im Umschaltbereich schnelle Veränderungen des Anstellwinkels, unabhängig von der über den Stellantrieb möglichen Stellgeschwindigkeit, womit gegebenenfalls auch in ihrer Leistung reduzierte Stellantriebe in Einsatz kommen können.In the context of the invention, however, there are also possibilities to influence the angle of attack of the angle wing regardless of the basically given forced coupling to the actuator over certain adjustment ranges, so in particular, based on conveying direction suction, by axial play in the direction of the starting position. With such a decoupling can be speed-dependent corrections of the controlled depending on thermal conditions angle of attack for the fan blades, or in the switching range rapid changes in the angle of attack, regardless of the possible via the actuator positioning speed, which optionally also come in their performance reduced actuators in use can.
In Bezug auf derartige Einflussmöglichkeiten kann erfindungsgemäß unter Beibehalt des Grundaufbaus ein axialer Freigang in der Abstützung des Ringkörpers zum Stellglied bezogen auf auf die Lüfterflügel wirkende Stellkräfte, insbesondere auch aerodynamische Stellkräfte, vorgesehen sein, durch den, unter dem Einfluss von eine Verstellung der Lüfterflügel im Sinne einer Vergrößerung des Anstellwinkels bewirkenden Kräften, eine Verstellung der Lüfterflügel auf einen gegenüber dem durch die Verstellvorrichtung vorgegebenen Anstellwinkel größeren Anstellwinkel möglich ist.With regard to such influencing possibilities, according to the invention an axial clearance in the support of the annular body to the actuator relative to actuating forces acting on the fan blades, in particular also aerodynamic actuating forces, can be provided by the, under the influence of an adjustment of the fan blades in the sense an increase in the angle of attack causing forces, an adjustment of the fan blades on a relative to the predetermined by the adjustment angle of attack larger angle is possible.
So ist es möglich, den für die Ausgangslage durch die Verstellvorrichtung vorgegebenen Anstellwinkel der Lüfterflügel auf einen größeren Anstellwinkel über eine - insbesondere elastische - Abstützung anzuheben, zum Beispiel in Abhängigkeit von ansteigend über der Drehzahl auf die Lüfterflügel wirkenden aerodynamischen Kräften und/oder von der Temperatur bei Abstützung über ein Thermoelement, so dass bei Absinken dieser Abstützkräfte sich als Anstellwinkel der durch die Stellvorrichtung vorgegebene Anstellwinkel einstellen kann, sich somit ein geringerer Leistungsbedarf für das Lüfterrad ergibt. Eine hierzu bevorzugte Lösung ist, dass die Lüfterflügel, bezogen auf ihre Drehachsen, entgegen ihrer Schwenkrichtung auf die in Förderrichtung Saugen gegebene Endlage im Bereich der Ausgangslage über eine temperaturabhängig lageveränderliche Anschlagbegrenzung, insbesondere ein Dehnstoffelement, abgestützt sind.Thus, it is possible to increase the predetermined for the initial position by the adjustment angle of the fan blades to a larger angle over a - especially elastic - support, for example, depending on rising above the speed on the fan blades acting aerodynamic forces and / or on the temperature when supported by a thermocouple, so that when lowering these support forces can set as the angle of attack predetermined by the actuator angle, thus results in a lower power consumption for the fan. A preferred solution for this purpose is that the fan blades, based on their axes of rotation, counter to their pivoting direction on the given in the direction of suction suction end position in the region of the starting position via a temperature-dependent position variable stop limit, in particular an expansion element, are supported.
Weiter erweist es sich als zweckmäßig, wenn die Lüfterflügel, bezogen auf ihre Drehachsen, entgegen ihrer Schwenkrichtung auf die in Förderrichtung Saugen gegebene Endlage im Bereich der Ausgangslage federnd abgestützt sind, wobei die federnde Abstützung der Lüfterflügel, bezogen auf ihre Drehachsen, dadurch zu erreichen ist, dass der Ringkörper in seiner der Ausgangslage Saugen der Lüfterflügel entsprechenden Lage, insbesondere durch eine axial federnde Abstützung des Ringkörpers gegen das Gehäuse, federnd beaufschlagt ist.It also proves to be expedient if the fan blades, based on their axes of rotation, are spring-supported counter to their pivoting direction on the given in the direction of suction suction end position in the initial position, wherein the resilient support of the fan blades, based on their axes of rotation, thereby achieve in that the ring body is spring-loaded in its position corresponding to the initial position of sucking the fan blades, in particular by an axially resilient support of the ring body against the housing.
Der vorstehend angesprochene Grundaufbau für Lüfterradanordnungen mit auf dem Traghals geführtem und über den Spindeltrieb axial verstellbarem Stellglied sowie über dieses im Anstellwinkel verstellbaren Lüfterschaufeln ist nicht nur im Hinblick auf die Anordnung des Antriebsmotors für die Spindel variabel, sondern ist bezogen auf Lüfterräder mit unter Beibehalt der Drehrichtung durch Verstellung der Lüfterflügel umkehrbarer Förderrichtung auch für Lüfterräder zu nutzen, bei denen die Lüfterflügel über eine in Umlaufrichtung des Lüfterrades liegende Neutrallage in ihrer Förderrichtung umstellbar sind. Damit lassen sich bei gleichem Grundaufbau der Lüfterradanordnung unterschiedliche Arbeitsweisen bei nur geringen konstruktiven Veränderungen realisieren, was im Hinblick auf die rationale Fertigung von auf jeweilige Bedürfnisse ausgerichteten Lüfterradanordnungen zu beachtlichen wirtschaftlichen Vorteilen führt.The above-mentioned basic structure for Lüfterradanordnungen with guided on the support neck and the spindle drive axially adjustable actuator and this adjustable in the pitch fan blades is not only with regard to the arrangement of the drive motor for the spindle variable, but is based on fan wheels with maintaining the direction of rotation by adjusting the fan blade reversible conveying direction to use for fan wheels, where the fan blades over a lying in the direction of rotation of the fan wheel neutral position in its conveying direction are convertible. Thus, with the same basic construction of the fan wheel arrangement, different working methods can be implemented with only minor structural changes, which leads to considerable economic advantages with regard to the rational production of fan wheel arrangements geared to respective requirements.
Der rotatorische Antrieb der Spindel kann sowohl über einen elektrischen wie auch über einen fluidischen Antriebsmotor erfolgen.The rotary drive of the spindle can be done both by an electric as well as a fluidic drive motor.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Zeichnungen sowie auch der weitgehend auf die Zeichnungen erläuternd zurückgreifenden nachfolgenden Beschreibung.Further details and features of the invention will become apparent from the claims, the drawings as well as the largely extensively to the drawings recourse subsequent description.
Die Zeichnungen zeigen in
- Fig. 1
- eine stirnseitige Ansicht eines Lüfterrades gemäß der Erfindung in Richtung des Pfeiles I in
Fig. 2 und3 , - Fig. 2 und 3
- Schnitte entsprechend der Schnittlinie II-II oder III-III in
Fig. 1 , wobei dieFig. 2 und3 schematisiert veranschaulichen, dass die Verstellung der zur Nabe des Lüfterrades radialen Flügel um ihre Drehachsen inFig. 2 in beiden Stellrichtungen spielfrei erfolgt, während in der Ausgestaltung gemäßFig. 3 für die Verstellung der Lüfterflügel in einer der Stellrichtungen ein Spiel vorgesehen ist, - Fig. 4
- einen Schnitt gemäß Linie IV-IV in
Fig. 2 oder3 , - Fig. 5
- einen Schnitt gemäß Linie V-V in
Fig. 2 oder3 , - Fig. 6
- einen Schnitt gemäß Linie VI-VI in
Fig. 5 , - Fig. 7
- eine der
Fig. 1 entsprechende Darstellung eines Lüfterrades mit durch Verdrehung der Lüfterflügel um ihre radialen Drehachsen umkehrbarer Förderrichtung bei Verschwenken der Lüfterflügel durch eine Querebene zur Umlaufebene des Lüfterrades und mit zum Getriebegehäuse des Lüfterrades angeflanschtem Stellmotor, - Fig. 8
- eine radiale Ansicht des Lüfterrades gemäß
Fig. 7 in Richtung des Pfeiles VIII inFig. 7 , - Fig. 9
- eine der
Fig. 1 entsprechende Darstellung eines Lüfterrades mit durch Verdrehung der Lüfterflügel um ihre radialen Drehachsen umkehrbarer Förderrichtung bei Verschwenken der Lüfterflügel durch die Umlaufebene des Lüfterrades und - Fig. 10
- eine radiale Ansicht des Lüfterrades gemäß
Fig. 9 inRichtung des Pfeiles 10 inFig. 9 , und - Fig. 11
- eine der Darstellung gemäß
Fig. 2 entsprechende Teilansicht eines Lüfterrades, wobei der Stellantrieb für die Verstellung der Lüfterflügel als fluidischer, insbesondere hydraulischer Linearantrieb mit einem im Traghals als Zylinder aufgenommenen Kolben gestaltet ist.
- Fig. 1
- an end view of a fan according to the invention in the direction of arrow I in
Fig. 2 and3 . - FIGS. 2 and 3
- Sections corresponding to the section line II-II or III-III in
Fig. 1 , where theFig. 2 and3 schematized illustrate that the adjustment of the hub to the fan wheel radial wing about their axes of rotation inFig. 2 in both directions without play, while in the embodiment according toFig. 3 for the adjustment the fan blade is provided in one of the adjustment directions a game, - Fig. 4
- a section along line IV-IV in
Fig. 2 or3 . - Fig. 5
- a section along line VV in
Fig. 2 or3 . - Fig. 6
- a section according to line VI-VI in
Fig. 5 . - Fig. 7
- one of the
Fig. 1 corresponding representation of a fan with by rotation of the fan blades about their radial axes of rotation reversible conveying direction upon pivoting of the fan blades by a transverse plane to the plane of rotation of the fan and with the gearbox of the fan wheel flanged servomotor, - Fig. 8
- a radial view of the fan according to
Fig. 7 in the direction of the arrow VIII inFig. 7 . - Fig. 9
- one of the
Fig. 1 corresponding representation of a fan with by rotation of the fan blades about their radial axes of rotation reversible conveying direction upon pivoting of the fan blades by the orbital plane of the fan and - Fig. 10
- a radial view of the fan according to
Fig. 9 in the direction of thearrow 10 inFig. 9 , and - Fig. 11
- one of the representation according to
Fig. 2 corresponding partial view of a fan wheel, wherein the actuator for the adjustment of the fan blades is designed as a fluidic, in particular hydraulic linear drive with a piston received in the support neck as a cylinder.
Die in den
Das Stellglied 15 als Stützkörper ist drehfest zu einem zur Spindel 14 koaxialen und seinerseits zur Abstützung 6 drehfesten, bevorzugt lagefesten Traghals 16 abgestützt, der in Richtung auf die Abstützung 6 in ein Getriebegehäuse 17 übergeht. Im Getriebegehäuse 17 ist als Antriebsverbindung vom Drehantrieb 9 zum Spindeltrieb 13 ein Schneckengetriebe 19 mit einem über eine Schnecke 20 angetriebenen Schneckenrad 21 vorgesehen, das zur Spindel 14 drehfest ist.The
Die Spindel 14 weist einen Führungsabschnitt 22 auf, der zum Traghals 16 drehbar gelagert und axial lagefest abgestützt ist und der über einen zum Traghals 16 sich axial abstützenden Ringbund 23 in einen Gewindeabschnitt 24 kleineren Durchmessers übergeht.The
Mit diesem Gewindeabschnitt 24 steht das Stellglied 15 als hülsenförmiger Stützkörper über einen nach radial innen einspringenden Gewindebund 25 in Eingriff, der den Ringbund 23 radial übergreift und axial an einen Halsabschnitt 26 des Stellgliedes 15 anschließt, welcher, wie aus dem in
Auf dem Stellglied 15 ist in seinem zum Gewindebund 25 radial überlagernden Axialbereich über ein Lager 27 ein Ringkörper 28 angeordnet, der über das Lager 27 zum Stellglied 15 auch axial abgestützt ist und somit über das Stellglied 15, wie nachstehend noch näher erläutert, entsprechend der Drehrichtung des Spindeltriebes 13 axial verstellbar ist.On the
Der Ringkörper 28 und die in dessen Verbindung zum Spindeltrieb 13 liegenden Elemente liegen im radialen Überdeckungsbereich zu den Lüfterflügeln 10, die im umfangsseitigen Teil des Nabengehäuses 29 bei radialer Erstreckung um ihre Drehachsen 11 verdrehbar gelagert sind und die mit dem im Nabengehäuse 29 axial verschiebbaren und drehfest abgestützten Ringkörper 28 über Antriebselemente verbunden sind. Diese Antriebselemente sind bezogen auf einen jeweiligen Lüfterflügel 10, der über seinen radial nach innen ragenden Zapfen 36 und zugeordnete Lager 37 im umfangseitigen Bereich des Nabengehäuses 29 drehbar abgestützt ist, durch ein zur Drehachse 11 des Lüfterflügels 10 lagefestes Ritzel 30 sowie einen jeweils zum Ringkörper 28 lagefesten, umfangsseitigen Zahnstangenabschnitt 31 gebildet, der sich in Verschieberichtung des Ringkörpers 28 parallel zur Drehachse 8 der Nabe 7 erstreckt und bei zur Drehachse 11 des Lüfterflügels 10 radialem seitlichen Versatz mit dem jeweiligen Ritzel 30 in Eingriff steht.The
Das axial in zwei Hälften 32, 33 geteilte Nabengehäuse 29 läuft, bezogen auf die Darstellungen gemäß
In den
Ausgehend von der Umkehrlage (Schwenken durch die Querebene 48) erfolgt unter Beibehalt der Drehrichtung im Blasbetrieb eine Verstellung der Lüfterflügel 10 von einem zunächst großen Anstellwinkel auf einen kleinen Anstellwinkel als Endlage.Starting from the reversal position (pivoting through the transverse plane 48) takes place while maintaining the direction of rotation in the blowing operation, an adjustment of the
Ist, wie in
Eine im Drehsinn der Lüfterflügel um ihre jeweilige Drehachse unterschiedliche Beaufschlagung durch aerodynamische Kräfte lässt sich auch dadurch erreichen, dass die Lüfterflügel bezüglich ihrer Flügelebene radial zur jeweiligen Flügeldrehachse versetzt angeordnet sind.A different in the direction of rotation of the fan blades about their respective axis of rotation different loading by aerodynamic forces can also be achieved in that the fan blades are arranged offset with respect to their wing plane radially to the respective wing axis of rotation.
Dieses lässt sich erfindungsgemäß im Sinne eines "Umschlagens" der Lüfterflügel 10 über ihre Querlage als "Totlage" nutzen, wenn der Stellantrieb für die Lüfterflügel 10 einen entsprechenden Freigang zulässt. Da ein umschlagendes, schnelles Umsteuern der Förderrichtung von Saugen auf Blasen anzustreben ist, um die mit der Umkehr der Förderrichtung verbundene Beeinträchtigung der Kühlung der Brennkraftmaschine möglichst kurz zu halten, wird ein solcher Freigang erfindungsgemäß vorgesehen.This can be used according to the invention in the sense of a "turning over" of the
Konstruktiv ist dies bei einer Lösung gemäß
Konstruktiv sind beide Möglichkeiten erfindungsgemäß unter Beibehalt des Grundaufbaus dadurch zu realisieren, dass das Lager 27 im Falle der
Damit ist es erfindungsgemäß auch möglich, bei bezüglich des Stellantriebes und dessen Antriebsverbindung zu den Lüfterflügeln 10 über den Ringkörper 28 gleichem, oder zumindest im Wesentlichen gleichem Aufbau, Lüfterräder 10 gemäß
Zu den
Bei einer Lösung gemäß
In den
Die Darstellung gemäß
Abweichend von der Darstellung gemäß
Durch entsprechende Druckbeaufschlagung des Kolbens 54 ist dieser, wie mit dem Pfeil 60 angedeutet, axial verstellbar und nimmt hierbei das Stellglied 15 jeweils entsprechend mit, so dass abgesehen von der unterschiedlichen Ausgestaltung des Stellantriebes 12 einmal als Kolben- und zum anderen als Spindeltrieb gleiche Funktionsabläufe bezüglich der Verstellung der Lüfterflügel 10 gegeben sind.By appropriate pressurization of the piston 54, this, as indicated by the
Zur Verstellung der Lüfterflügel 10 durch Axialverstellung des Kolbentriebes 52 ist in
Zur Erfassung des jeweiligen Flügelwinkels der Lüfterflügel 10 ist in
Die getaktete Ansteuerung der Ventilanordnung 62 in Berücksichtigung entsprechender Arbeitsparameter, so beispielsweise des Flügelwinkels ist beispielsweise durch die auf die Anmelderin zurückgehende deutsche Patentanmeldung 10
In
Analog zur in
Claims (15)
- Fan impeller assembly having a hub (7) that can be driven in rotation, having radial fan blades (10) that can be pivoted with respect to the hub housing (29), having a central, positionally fixed support neck (16, 53), on which the hub housing (29) is retained in an axially fixed and rotatably mounted manner, and having an adjustment drive (12) for the fan blades (10) which has a linear drive with an actuating element (14) guided concentrically in the support neck (16), and has an adjustment member (15) that can be displaced axially by means of the actuating element (14), wherein, mounted radially with respect to the adjustment member (15), there is retained an annular body (28) which is secured in rotation with the hub housing (29) and is connected to the fan blades (10), that are adjustable in terms of their incidence (45), via drive elements that engage eccentrically with respect to the axes of rotation (11) of the blades,
characterized in that
the adjustment member (15) consists of a support body which overlaps the support neck (16, 53) and is guided in an axially displaceable and rotationally fixed manner with respect thereto. - Fan impeller assembly according to Claim 1,
characterized in that
the linear drive is formed as a spindle drive (13) by, as the actuating element, a spindle (14) which is guided in a retained manner with a fixed axial position in the support neck (16), and an adjustment member (15), that is axially displaceable via the spindle (14), in the form of the in particular sleeve-shaped support body which overlaps the free end of the support neck (16). - Fan impeller assembly according to Claim 2,
characterized in that
the spindle (14) which is retained with a fixed axial position has a guide section (22) which is retained axially and radially with respect to the support neck (16), and a thread section (24) that is reduced, in particular radially and axially, with respect to the guide section. - Fan impeller assembly according to Claim 2 or 3,
characterized in that
the support neck (16) is widened, at the opposite end from the thread section (24), to give a gear housing (17). - Fan impeller assembly according to one of Claims 2 to 4,
characterized in that
the drive for the spindle (14) is provided, with respect to the hub axis (8), axially opposite the drive for the hub (7). - Fan impeller assembly according to one of Claims 2 to 5,
characterized in that
the fan impeller (2) is respectively retained, in the region of the axially mutually opposite drive-side connections to the spindle (14) and to the hub (7), in a positionally fixed, supporting manner. - Fan impeller assembly according to Claim 1,
characterized in that
the linear drive is designed as a piston drive (52) having, as actuating element, a piston (54) received in an axially displaceable manner in a cylinder space (55) of the support neck (53), and an adjustment member (15), that is retained at least in an axially positionally fixed manner with respect to a piston rod (56) received in the support neck (53), in the form of the in particular sleeve-shaped support body which overlaps the free end of the support neck (53). - Fan impeller assembly according to one of Claims 1 to 7,
characterized in that
the adjustment member (25) is retained in a rotationally fixed manner and is guided axially by means of a non-circular cross section on the support neck (16, 53). - Fan impeller assembly according to one of Claims 1 to 8,
characterized in that
when changing the delivery direction from suction to blowing and vice versa, the adjustable-incidence (45) fan blades (10) can be switched via a neutral position that lies in the direction of rotation of the fan impeller, proceeding from, as starting position, a high incidence (45) of the fan impeller (10) in the suction delivery direction, via the neutral position, to, as end position, a high incidence in the blowing delivery direction. - Fan impeller assembly according to one of the preceding claims,
characterized in that
the annular body (28) is retained in an axially fixed position with respect to the adjustment member (15) - Fan impeller assembly according to one of Claims 1 to 9,
characterized in that
the annular body (28) is retained, with respect to the adjustment member (15), in an axially fixed position in an adjustment direction and, in the opposite direction, with a limited path with an axial clearance. - Fan impeller assembly according to Claim 11,
characterized in that
the fan impeller (2) is provided with fan blades (10) which are adjustable from a starting position and low incidence (45) to higher incidence, and in that the annular body (28) is retained with a limited path with respect to the adjustment member (15) and with an axial clearance counter to the adjustment direction, which corresponds to adjusting the incidence (45) of the fan blades (10) to a higher incidence. - Fan impeller assembly according to Claim 11 or 12,
characterized in that
in the case of an annular body (28) that can be adjusted axially between a starting position and an end position, and an incidence (45) of the fan blades (10) that increases from the starting position to the end position of the annular body (28), the annular body (28) is retained, with respect to the adjustment member (15), in an axially fixed position in the adjustment direction towards the end position and with axial play in the adjustment direction from the end position to the starting position. - Fan impeller assembly according to one of Claims 11 to 13,
characterized in that
when changing the delivery direction from suction to blowing, the adjustable-incidence (45) fan blades (10) can be switched via a changeover plane (48), which is perpendicular to the plane of rotation (39) of the fan impeller (10), proceeding from a small incidence of the fan blades (10) in the suction delivery direction as starting position - via the changeover plane with fan blades (10) lying perpendicular to the plane of rotation of the fan impeller (2) - to a small incidence in the blowing delivery direction as end position - and vice versa - and in that the fan blades (10) are positively guided, in terms of their incidence (45), in the direction of the rotational displacement towards their given end position in the blowing delivery direction and, in the direction of the opposite rotational displacement towards their given starting position in the suction delivery direction, have a rotation angle play of predefined magnitude. - Fan impeller assembly according to one of the preceding claims,
characterized in that
the fan blades (10) each have, in relation to their axes of rotation (11) that are radial with respect to the hub (7), in particular in the case of asymmetric design, unequal aerodynamic loading, and the effect of the aerodynamic forces acting counter to the direction of rotation is to urge them in the direction of reducing their incidence (45) in the direction of rotation of the fan impeller (10).
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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DE (1) | DE102013008902B3 (en) |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110131208A (en) * | 2019-05-23 | 2019-08-16 | 中国航空发动机研究院 | The fan propeller of variable-diameter and established angle based on hydraulic-driven |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102015002621B3 (en) * | 2015-02-27 | 2016-04-14 | Hägele GmbH | Fan wheel with a with a drive source rotatably to be connected hub shell |
CN105971712A (en) * | 2016-07-06 | 2016-09-28 | 龙口中宇机械有限公司 | Angle-variable fan |
CN107165861B (en) * | 2017-07-20 | 2019-04-26 | 中山市扇王电器有限公司 | One kind is spread the wings fan |
DE102018114534B4 (en) * | 2018-06-18 | 2020-10-08 | Ie Assets Gmbh & Co. Kg | Fan wheel driven in only one direction of rotation |
US11208905B2 (en) * | 2019-05-24 | 2021-12-28 | Johnson Controls Technology Company | Fan assembly for an HVAC system |
DE102022211937B3 (en) | 2022-11-10 | 2024-01-04 | Ie Assets Gmbh & Co. Kg | Fan blades with rotary bearing and fan wheel |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1650776A (en) * | 1927-11-29 | stock | ||
CA1328433C (en) * | 1988-10-03 | 1994-04-12 | Clarence Isert | Variable pitch fan with fan cranks and axle housed shifting means |
US6439850B1 (en) * | 1998-07-15 | 2002-08-27 | Flexxaire Manufacturing Inc. | Variable pitch fan |
CA2483109C (en) | 2003-10-20 | 2012-05-01 | Flexxaire Manufacturing Inc. | Control system for variable pitch fan |
DE202009008726U1 (en) * | 2009-06-25 | 2009-11-05 | React - Engineering And Consulting - Ingenieure Rieck & Partner | Fan system, in particular for use in a cooling system of an internal combustion engine |
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