EP3768977B1

EP3768977B1 - In einer drehrichtung anzutreibendes lüfterrad

Info

Publication number: EP3768977B1
Application number: EP19717110.1A
Authority: EP
Inventors: Karl Hägele; Markus Lechler
Original assignee: IE Assets GmbH and Co KG
Current assignee: IE Assets GmbH and Co KG
Priority date: 2018-03-20
Filing date: 2019-03-15
Publication date: 2023-04-26
Anticipated expiration: 2039-03-15
Also published as: ES2951018T3; DE102018106455A1; US20210003141A1; PL3768977T3; DE102018106455B4; EP3768977A1; WO2019179562A1; DK3768977T3; FI3768977T3; US11365749B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein in einer Drehrichtung anzutreibendes Lüfterrad.
Aus der US 3,054,458 A ist ein Lüfterrad bekannt, das als Einheit drehbar angetrieben ist und hierzu seitens seiner Nabe zum Antrieb für das Lüfterrad abgestützt sowie mit diesem antriebsverbunden ist.
Die Nabe des Lüfterrades weist umfangsseitig auskragend radiale Lüfterflügel auf. Diese greifen über zu ihren Flügelachsen fußseitige Ritzel zwischen zwei zur Umlaufebene des Lüfterrades parallele, axial beabstandet zueinander liegende Antriebsbahnen ein und stehen zu diesen Antriebsbahnen drehmomentübertragend in permanentem Eingriff.
Die über die Ritzel verkuppelten und axial einander gegenüberliegenden Antriebsbahnen sind über einen in der Nabe aufgenommenen und zur Nabe koaxialen Stelltrieb rotatorisch um die Nabenachse verstellbar; damit sind auch die Lüfterflügel über die Ritzel in ihrem Flügelwinkel einstellbar, jeweils entsprechend der gegebenen Drehrichtung des Antriebs auf eine gewünschte Fördermenge.
Die Erfindung betrifft ein Lüfterrad, das ungeachtet seiner Beschränkung auf nur eine Antriebsdrehrichtung und der dadurch eingeschränkten Anforderungen an die zugehörige Antriebseinheit den Anforderungen nach entgegengesetzten Förderrichtungen und nach Variabilität im Fördervolumen, insbesondere in Abhängigkeit von einer axialen Belastung des Lüfterrades, gegebenenfalls aber auch jeweils gewählten, frei einstellbaren axialen Belastung des Lüfterrades, gerecht wird.
Erreicht wird dies durch eine konstruktive Ausgestaltung des Lüfterrades mit einer koaxial zur Antriebseinheit liegenden, bevorzugt zumindest einen Teil der Antriebseinheit aufnehmenden und/oder umschließenden sowie spielbegrenzt axial verschiebbaren und mit Drehspiel zur Antriebseinheit angetriebenen Nabe. In dieser Nabe sind die radialen Lüfterflügel um ihre Flügelachsen drehbar gehalten und gegen zur Antriebseinheit lagefeste und axial zueinander beabstandete Antriebsbahnen, entsprechend der lastabhängig axialen Verstellung der Nabe zur Antriebseinheit, synchron antriebsverbunden abgestützt. Das Drehspiel der Nabe zur Antriebseinheit und damit die Umstellung der in der Nabe gelagerten Lüfterflügel in ihrer Ausrichtung zur Umlaufebene des Lüfterrades ist dabei gegebenenfalls auch dämpfend und/oder
temperaturabhängig auf zumindest ein Schaltfenster beschränkt. Dies derart, dass bezogen auf eine die Drehachsen der Lüfterflügel enthaltende Umschlagebene die Lüfterflügel um ihre jeweilige Drehachse drehbar zwischen entgegengesetzten Förderrichtungen, nämlich Saug- oder Blasrichtung umgestellt werden.
Zu der im Drehspiel begrenzten Antriebsverbindung der Nabe zur Antriebseinheit ist im Rahmen der Erfindung ein Stelltrieb vorgesehen, und zwar in der axialen Verbindung zwischen der Antriebseinheit und dem Nabenkopf liegend, wobei - zum Nabenkopf drehfest und zusammen mit dem Nabenkopf entsprechend dem Axialspiel zwischen Nabe und Antriebseinheit axial verschieblich - ein Schaltstern vorgesehen ist.
Dieser Schaltstern liegt im axialen Überdeckungsbereich zu zwei Ringscheiben, die mit der Antriebseinheit, insbesondere einem Antriebsteil der Antriebseinheit, dreh- und lagefest verbunden sind und gegenüber denen der Schaltstern im Rahmen des vorgesehenen Axialspieles der Nabe zum Antriebsteil axial verstellbar ist. Diese Ringscheiben sind miteinander nicht nur lagefest verbunden, sondern bezüglich ihres Innenumfangs jeweils auch mit gleichen mäanderförmigen Strukturen versehen, zu denen seitens des Schaltsterns eine gegenläufig mäanderförmige Struktur umfangsseitig vorgesehen ist.
Durch das Zusammenwirken der mäanderförmigen, deckungsgleich liegenden inneren Umfangsstrukturen der Ringscheiben und der mäanderförmigen, umfangsseitigen Struktur des Schaltsterns sind in Umfangsrichtung radiale Eingriffsbereiche gegeben, die entsprechend einem in Umfangsrichtung gegebenen Versatz zwischen den ringseitig und sternseitig gegebenen, radial überlappenden Begrenzungsflächen die Verdrehung des Schaltsterns gegen die Ringscheiben ermöglichen und begrenzen, und damit jeweils entsprechende, beim Axialversatz des Schaltsternes jeweils gleichzeitig anzufahrende Schaltfenster festlegen.
Entsprechend der jeweiligen Schaltfenstergröße und des durch diese Größe festgelegten Verdrehwinkels zwischen Nabe und Antriebseinheit ist der Umschaltvorgang in der Umstellung von Blasen auf Saugen, oder umgekehrt - und somit auch der Wechsel in der vom Luftdurchsatz und der Durchströmungsrichtung abhängigen axialen Belastung des Lüfterrades - auf einen verhältnismäßig kleinen Drehwinkel begrenzt. Dieser Drehwinkelbereich ist ausreichend dahingehend bemessen, einen weitgehend ungehinderten axialen Übergang des Schaltsterns aus einer zu einer der Ringscheiben gegebenen gleichen Ebenenlage auf die Ebene der anderen Ringscheibe zu ermöglichen.
Entsprechend ist der Umschaltvorgang also nicht von hohen Stellkräften abhängig und/oder mit solchen verbunden, zumal die mit der Umschaltung einhergehende Verdrehung der Lüfterflügel um ihre Drehachsen und über deren Umschlagebene bei schlagartigen Umschaltvorgängen auch massekraftabhängig trägheitsbedingt ein Überschwingen der Umschaltebene begünstigt.
Die zur Umstellung der Förderrichtung erforderlichen Umschaltkräfte werden einer bevorzugten Lösung zufolge über die Luftbeaufschlagung des Lüfterrades, und damit nur indirekt abhängig von der steuerbaren Antriebsleistung eingeleitet. Anstelle, oder gegebenenfalls auch zusätzlich zur von der aerodynamischen Beaufschlagung des Lüfterrades abhängigen axialen Beaufschlagung der Nabe, kann der Nabe auch eine separate Stellvorrichtung zugeordnet sein. Diese Stellvorrichtung kann in einfacher Weise magnetisch arbeitend ausgebildet sein, so dass gegebenenfalls über die Stellvorrichtung alleine und/oder in Kombination mit der aerodynamischen Beaufschlagung die Umstellung der Lüfterflügel über die Umschlagebene bewirkt werden kann.
Ferner kann die Anzahl der Schaltfenster abgestimmt auf die jeweilige Form der mäanderförmigen Konturierung gewählt werden, die im Hinblick auf eine zur Drehachse symmetrische Abstützung zumindest zwei in Bezug auf die Drehachse einander gegenüberliegende Schaltfenster bedingt und im Hinblick auf eine leichtgängige axiale Verschiebung des Schaltsternes gegen die Ringscheiben auch angepasste Führungsflanken aufweisen kann.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Zeichnungsbeschreibung und den Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1: eine Explosionsdarstellung des Nabenbereiches des Lüfterrades mit angedeuteter Lage für einen der zur Nabe radialen Flügel des Lüfterrades und mit vom Drehantrieb für das Lüfterrad abgezweigtem Stelltrieb zur Verdrehung der Lüfterflügel um ihre Flügelachsen,
Fig. 2: eine schematisierte Querschnittsdarstellung des in Fig. 1 als Explosionszeichnung veranschaulichten Lüfterrades, radial längs der Achse eines Flügels gesehen,
Fig. 3: und Fig. 5 Schemaansichten eines bei gleicher Drehrichtung auf entgegengesetzte Richtungen fördernden Lüfterrades, bei dem die Lüfterflügel um ihre Flügelachsen zur Umkehr der Förderrichtung über eine zur Umlaufebene des Lüfterrades querliegende Umschlagebene verstellt werden,
Fig. 4 und 6: korrespondierend zu den Flügelstellungen gemäß Fig. 3 und 5 die Funktion des absätzig arbeitenden Stelltriebes zur Verdrehung der Lüfterflügel um ihre Flügelachsen und dessen absätzig aufeinanderfolgende Arbeitsschritte in Abwicklungen, sowie
Fig. 7 und 8: den Fig. 3 und 5 im Grundaufbau entsprechende Darstellungen, bei denen, abweichend von Fig. 3 und 5, zur Umkehr der Förderrichtung die Lüfterflügel um ihre zur Nabe drehbar geführten Flügelachsen über die Umlaufebene des Lüfterrades als Umschlagebene verschwenkt werden.

Das Lüfterrad gemäß Fig. 2, das in Fig. 1 in einer perspektivischen Explosionsdarstellung detailliert gezeigt ist, ist insgesamt mit 1 bezeichnet und umfasst als Teil einer Antriebseinheit 2 einen zur Drehachse 3 koaxialen Antriebsteil 4. Zu diesem Antriebsteil 4 kann, eine Antriebseinheit 2 bildend, ein jeweiliger motorischer, gegebenenfalls auch elektromotorischer Antrieb integriert, oder auch direkt oder indirekt verkuppelt vorgesehen sein.
In beiden Ausgestaltungsformen ist der Antriebsteil 4 bevorzugt mit zwei in Richtung der Drehachse 3 des Lüfterrades 1 koaxial einander gegenüberliegenden ringförmigen Antriebsbahnen 6 und 7 versehen, die die einander gegenüberliegenden Seitenwände eines radial nach außen offenen Ringkanales 24 bilden, in den die zapfenartigen, in der Nabe 5 gelagerten Fußteile 12 der radialen Lüfterflügel 8 des Lüfterrades 1 mit radialem Spiel hineinragen. Bevorzugt sind die in den Ringkanal 24 hineinragenden Enden der zapfenartigen Fußteile 12 durch Antriebselemente, wie Ritzel 10 gebildet, die bei Kraftübertragung zu einer der Antriebsbahnen 6, 7 gegen die andere Antriebsbahn 7,6 jeweils in Umfangsrichtung spielbegrenzt verdrehbar sind.
Entsprechend dieser Auslegung ist der Antriebsteil 4 in Richtung der Drehachse 3 im Rahmen eines axialen Spieles S verschieblich, das alternativ eine Antriebsabstützung des Ritzels 10 gegen eine der einander gegenüberliegenden Antriebsbahnen 6, 7 ermöglicht.
Durch diesen Eingriff ihres bevorzugt jeweils durch ein Ritzel 10 gebildeten Endes des zapfenartigen Fußteiles 12 zwischen die Antriebsbahnen 6 und 7 und die jeweilige Antriebsabstützung zu einer dieser Antriebsbahnen 6, 7 sind die Lüfterflügel 8 um ihre Flügelachsen 9 drehbar. Diese Drehbarkeit der Lüfterflügel 8 um ihre Flügelachsen 9 ermöglicht bei gleichbleibender Drehrichtung des Lüfterrades 1 die Umstellung auf entgegengesetzte Förderrichtungen, so dass beispielsweise zwischen einem Arbeitsbetrieb mit Ansaugung eines Luftstromes durch einen vorgelagerten Kühler 11 von einer Saugstellung 25 und in eine Blasstellung 26 umgeschaltet werden kann, bei der über das Lüfterrad 1 ein blasend gegen den Kühler 11 gerichteter Luftstrom erzeugt wird, um - beim Blasen gegen den Kühler 11 - den Kühler 11 von angesetzten Verunreinigungen zu befreien.
Für ein Lüfterrad 1 entsprechend Fig. 3 und 5 mit zu seiner Nabe 5 radial auskragenden, um ihre Flügelachsen 9 drehbaren Lüfterflügeln 8 ergibt sich somit bei gleicher Antriebsdrehrichtung beim Umschlagen der Lüfterflügel 8 über eine zur Umlaufebene 13 des Lüfterrades 1 quer liegende Umschlagebene 14 eine Umkehr der Förderrichtung. Die Umschlagebene 14 liegt im Übergang zwischen den im Saugbetrieb und im Blasbetrieb als Saugstellung 25 und Blasstellung 26 eingenommenen Flügelstellungen und korrespondiert zu einer bezogen auf die Förderrichtungen im Saug- und Blasbetrieb dazwischenliegenden, richtungsneutralen Übergangslage der Lüfterflügel 8. Die Umstellung über die Umschlagebene 14 ist nicht verbunden mit einem Wechsel der Luftbeaufschlagung der Lüfterflügel zwischen deren zur Flügelblattebene einander gegenüberliegenden Flügelflächen 33 und 34 wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 und 8. In beiden Förderrichtungen sind somit gleiche Förderbedingungen gegeben.
Entsprechend den - je nach Arbeitsbetrieb - bezogen auf den Saugbetrieb und den Blasbetrieb entgegengesetzten Förderrichtungen und der damit auch über die Lüfterflügel 8 - und deren Lagerung in der Nabe 5 - auf die Nabe 5 wirkenden, in Richtung der Drehachse 3 einander entgegengerichteten aerodynamischen Axialkräfte ergibt sich im Spielbereich S eine axiale Verlagerung der Nabe 5 zum Antriebsteil 4. Diese Verlagerung führt dazu, dass die Abstützlage des Ritzels 10 zu den Antriebsbahnen 6, 7 wechselt, verbunden mit einem Wechsel in der Antriebsdrehrichtung des Ritzels 10, und damit auch für den jeweiligen Lüfterflügel 8.
Das Ausführungsbeispiel sieht die Umstellung der Lüfterflügel 8 in ihrer Förderrichtung unter dem Einfluss aerodynamischer und/oder trägheitsbedingter Stellkräfte vor, etwa eingeleitet durch kurzzeitige Unterbrechung z. B. Abschalten des Antriebes. Erfindungsgemäß können entsprechende Stellimpulse zum Beispiel mittels mechanischer oder elektrischer Stellvorrichtungen auf die Nabe 5 aufgebracht werden, womit eine jeweils gewollte, also willkürlich eingeleitete Umstellung als auch eine Drehfixierung des Lüfterrades erreicht werden kann. Eine diesbezügliche Stellvorrichtung 35 kann beispielsweise ergänzend, oder auch unabhängig von der aerodynamischen Beaufschlagung zum Einsatz gebracht werden, zum Beispiel zur Festlegung drehzahlabhängiger und/oder temperaturabhängiger Umschaltpunkte. Die Stellvorrichtung 35 ist in Fig. 1 axial folgend auf den Antriebsteil 4 als elektrisch ansteuerbarer Magnetsteller veranschaulicht, der axial lagefest abgestützt ist.
Bezogen auf die erfindungsgemäße Gestaltung sind die Antriebsbahnen 6, 7 durch mit ihren Zahnkränzen 29 einander gegenüberliegende Tellerräder gebildet, zwischen die die Ritzel 10 hineinragen. Die Ritzel 10 weisen zu den Zahnkränzen 29 soweit Spiel auf, dass entsprechend der Größe des Zahnspieles zwischen den Verzahnungen der Zahnkränze 29 und der Ritzel 10 bei axiallastabhängiger Beaufschlagung der Nabe 5 keine Antriebsbeaufschlagung zwischen den jeweiligen Zahnpaaren besteht, die Ritzel 10 zu den Zahnkränzen 29 aber nach wie vor drehlagensynchron festgelegt sind, somit alle Lüfterflügel 8 einander entsprechende Einstelllagen aufweisen.
Die Umstellung der in der Nabe 5 in der Trennebene zwischen antriebsseitigem Nabenteil 28 und gegenüberliegendem, Nebenkopf 27 gelagerten Lüfterflügel 8 in ihrer Ausrichtung auf die bei "Saugen" und "Blasen" entgegengesetzten Förderrichtungen ist in den Fig. 3 und 5 veranschaulicht, und zwar durch eine Drehung der Lüfterflügel 8 um ihre Flügelachsen 9, wobei die Umstellung auf entgegengesetzte Förderrichtungen mit einer Drehung der Lüfterflügel 8 um ihre Flügelachsen 9 über einen Drehwinkel in der Größenordnung von etwa 120 bis 150° verbunden sein kann, und wobei die Lüfterflügel 8 bei dieser Drehung jeweils über eine zur Umlaufebene 13 des Lüfterrades 1 senkrechte Querebene, die Umschlagebene 14, schwenken, wie in den Darstellungen gemäß Fig. 3 und 5 veranschaulicht.
Diese Umstellung erfolgt im Ausführungsbeispiel jeweils über einen zum Antriebsteil 4 und zur Nabe 5 konzentrischen, von der Nabe 5 umschlossenen Stelltrieb 15, wie er beispielsweise in Fig. 1 veranschaulicht ist.
Dieser Stelltrieb 15 umfasst zwei zur Drehachse 3 des Lüfterrades 1 konzentrische und damit auch zur Nabenachse koaxiale Ringscheiben 16, 17, die an ihrem inneren, zu ihrer zentralen Ausnehmung abgrenzenden Ringumfang mit jeweils zumindest im Wesentlichen deckungsgleichen, etwa mäanderförmigen Innenkonturierungen 18 versehen sind. Bezüglich ihrer mäanderförmigen Innenkonturierungen 18 sind die Ringscheiben 16, 17 in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt axial lagefest miteinander verbunden. Auf die Innenkonturierung 18 der Ringscheiben 16, 17 abgestimmt ist ein Schaltstern 19 mit einer umfangsseitigen, komplementär mäanderförmigen Außenkonturierung 32.
Die jeweilige mäanderförmige Konturierung 18 bzw. 32 ergibt sich dadurch, dass die Ringscheiben 16, 17 zum jeweiligen inneren Ringumfang offene Aussparungen 20 aufweisen, die durch radial zwischen die Aussparungen 20 einspringende Arme 21 gegeneinander abgegrenzt sind. Die komplementäre Außenkonturierung 32 des Schaltsternes 19 sieht gegen dessen Außenumfang auskragende, also radial nach außen vorspringende Arme 22 zu in Umfangsrichtung dazwischenliegenden Aussparungen 23 vor, wobei der in Umfangsrichtung gemessene Abstand zwischen jeweils radial auskragenden benachbarten Armen 21 der Ringscheiben 16, 17, und damit die in Umfangsrichtung gemessene Breite der Aussparungen 20 der Ringscheiben 16, 17 größer ist als die Breite der Arme 22 des Schaltsternes 19.
Dem entsprechend weist der Schaltstern 19 mit einem jeweiligen Arm 22 zu einer jeweiligen aufnehmenden Aussparung 20 einer der Ringscheiben 16, 17 in Umfangsrichtung Spiel auf, so dass ein Schaltfenster 30 gebildet wird. Das verhakungsfreie Eingleiten der Arme 22 des Schaltsternes 19 in korrespondierende Aussparungen 20 kann durch Kantenverrundungen und/oder Anschrägungen erleichtert werden.
Der Schaltstern 19 ist zur koaxialen Nabe 5 lagefest auf eine axiale Überschneidungslage zu den Ringscheiben 16, 17 abgestützt und liegt entsprechend der axialen Beaufschlagung der Nabe 5 durch die im "Saugbetrieb" 25 oder "Blasbetrieb" 26 entgegengesetzten axialen Beaufschlagungskräfte jeweils zu einer der Ringscheiben 16, 17 in gleicher Ebene, wobei die Ringscheiben 16, 17 aufgrund ihrer Zusammenfassung zu einem "Paket" sich wechselseitig abstützen und trotz geringer Dicke unter Beibehalt ihrer planen Ausbildung auch große Drehmomente auf den Schaltstern 19 übertragen können.
Für den Schaltstern 19, der in seiner Dicke zumindest im Bereich seiner Außenkontur auf die Dicke der Ringscheiben 16, 17 abgestimmt ist, besteht die Möglichkeit, diesen im Bereich seines zentralen Bereichs durch Verdickung oder dergleichen zu verstärken und/oder schüsselartig auszuwölben. Insbesondere kommt dies auch im Hinblick auf die starre Anbindung des Schaltsternes 19 zum Nabenkopf 27 in Frage.
Bei vom Betriebszustand abhängigen Veränderungen der Stelllage des Schaltsterns 19 wird dieser entsprechend dem axialen Spiel S zwischen der Nabe 5 und Antriebsteil 4 axial verlagert und es wechselt der Schaltstern 19 im Bereich der Schaltfenster 30 (siehe Fig. 4 und 6) auf die jeweils andere der aneinander angrenzenden und miteinander verbundenen Ringscheiben 16, 17. Dies mit der Folge, dass entsprechend der höhenversetzten Lage des Schaltsternes 19 das zwischen die Antriebsbahnen 6 und 7 eingreifende Ritzel 10 in seiner Eingriffslage zu den Antriebsbahnen 6, 7 wechselt. Dies ist wiederum bei gleichbleibender antriebsseitiger Drehrichtung mit einem Wechsel der Drehrichtung und der Drehlage der Lüfterflügel 8 um ihre jeweilige Flügelachsen 9 und einer Umkehrung der Förderrichtung verbunden.
Erfolgt beispielsweise ausgehend von einem Arbeitszustand "Blasen" eine Umstellung auf den Arbeitszustand "Saugen", so verringert sich die mit dem Blaszustand verbundene axiale Beaufschlagung des Lüfterrades 1 mit der Annäherung der Ausrichtung der Lüfterflügel 8 an ihre Umschlagebene 14, führt in einem Grenzbereich um die Umschlagebene zur Umkehr der axialen Beaufschlagung des Lüfterrades und dem Umschlagen der Flügel 8 sowie zum Wechsel der Anlage des Ritzels 10 zwischen den Antriebsbahnen 6 und 7. Dies erfolgt im Bereich der vorgesehenen Schaltfenster 30.
Entsprechend der Konturierung der Ringscheiben 16, 17 und des Schaltsternes 19 ist über dem jeweiligen Umfang zumindest jeweils ein Schaltfenster 30 vorgesehen, bevorzugt aber sind auch im Hinblick auf zur Drehachse 3 symmetrische Stützkräfte zumindest zwei oder mehr einander diametral gegenüberliegende Schaltfenster 30 vorgesehen.
Abgesehen von der durch das Spiel S begrenzten Sicherung der Axiallage des zur Nabe 5 drehfesten Schaltsternes 19 zur jeweils entsprechend der Betriebsphase "Blasen" oder "Saugen" axial in Überdeckung liegenden Ringscheibe 16, 17 außerhalb des durch das Schaltfenster begrenzten Umschlagbereiches ermöglicht die Erfindung ungeachtet der Erweiterung der Funktionen einen sehr kompakten Aufbau. Zudem hat das Drehspiel zwischen Schaltstern 19 und jeweiliger, in axialer Überdeckungslage befindlicher Ringscheibe 16, 17 einen stoßarmen Übergang beim Wechsel des Schaltsternes 19 zwischen den Ringscheiben 16, 17 aufgrund der einander entsprechenden Drehgeschwindigkeiten und der jeweils spielbegrenzt absätzig unterbrochenen Antriebsverbindung zur Folge.
Die erfindungsgemäße Trennung von axialem und radialem Eingriffsweg in der Antriebsverbindung zwischen dem Antriebsteil 4 und der durch die aerodynamische Kraft beaufschlagten Nabe 5 wirkt sich auf die konstruktiven Gestaltungsmöglichkeiten vorteilhaft aus, so insbesondere hinsichtlich der Gestaltung des Stelltriebes 15 aus einfach herzustellenden und raumsparend miteinander zusammenwirkenden Elementen, die bei wechselseitiger Abstützung zwischen diesen Elementen auch eine sehr leichte und kompakte Bauweise ermöglicht.
Der erfindungsgemäße Stelltrieb 15 hat außerhalb der Umschaltphase zur Folge, dass die Lüfterflügel 8 über die ihnen zugeordneten Ritzel 10 zu einer der Antriebsbahnen 6, 7 stationär "in Eingriff" stehen und das Lüfterrad 1 somit über zum Antriebsteil 4 parallele Antriebswege drehfest abgestützt ist. Dies durch Eingriff des Ritzels 10 in eine der Antriebsbahnen 6, 7 und durch über die Lagerung der Lüfterflügel 8 in der zum Antriebsteil 4 drehfesten Nabe 5, was zu wechselseitiger Entlastung führt.
Für ein in nur einer Drehrichtung anzutreibendes Lüfterrad 1 mit einer zentralen Antriebseinheit 2, mit zur Antriebseinheit 2 koaxialer Nabe 5 und mit radialen, in der Nabe 5 gelagerten Lüfterflügeln 8 ist eine Ausbildung vorgesehen, bei der die Lüfterflügel 8 fußseitig zwischen zwei zur Antriebseinheit 2 lagefeste und in Richtung der Drehachse 3 des Lüfterrades 1 koaxial einander gegenüberliegende Antriebsbahnen 6,7 eingreifen und in ihrem Flügelwinkel durch Antrieb über jeweils eine der Antriebsbahnen 6,7 um ihre Flügelachsen 8 über eine Umschlagebene 14 auf entgegengesetzte Förderrichtungen umstellbar sind, wobei die Umschlagebene 14 quer zur Umlaufebene 13 verläuft oder, gemäß Fig. 7 und 8, die Umschlagebene 14 sich mit der Umlaufebene 13 deckt.
Auch bezogen auf das Beispiel gemäß Fig. 7 und 8 ist die Umlaufrichtung des angetriebenen Lüfterrades 1 durch den Pfeil 31 veranschaulicht. Zur Umlaufrichtung 31, und damit auch zur Umlaufebene 13 des Lüfterrades sind die Lüfterflügel 8 je nach gewünschter Förderrichtung winklig angestellt, bezogen auf Fig. 7 im Sinne eines Blasbetriebes in einer Blasstellung 26 entsprechend Fig. 5 und in Fig. 8 im Sinne eines Saugbetriebes in einer Saugstellung 25 analog zu Fig. 3. Die Umstellung zwischen Saug- und Blasbetrieb erfolgt über eine bezüglich der Förderrichtung neutrale, mit der Umlaufebene 13 zusammenfallende Umschlagebene 36 als Umschlagstellung. Ansonsten sind zu den Figuren 3 und 5 vergleichbare Arbeitsverhältnisse gegeben, entsprechend auch gemäß Fig. 4 und 6, so dass bei prinzipiell gleicher konstruktiver Gestaltung eine Anpassung an jeweilige Bedürfnisse möglich ist. Dies insbesondere aufgrund der bei den Lösungen gemäß Fig. 7 und 8 für den Saug- und den Blasbetrieb unterschiedlich geformten sowie gegensinnig ausgewölbten Flügelflächen 33, 34 und den dadurch erreichbaren Unterschieden bezüglich der Förderung im Saug- und Blasbetrieb.
Die bezüglich der Förderrichtung neutrale Umschlagstellung der Lüfterflügel 8 kann erfindungsgemäß als gehaltene Zwischenlage auch genutzt werden, um trotz gegebenenfalls fortlaufendem Antrieb des Lüfterrades 1 die Luftförderung zu unterbrechen und zeitweise abzuschalten. Hierzu kann die zu haltende Zwischenlage über die Stellvorrichtung 35, insbesondere auch in der Ausgestaltung als Magnetsteller, auch unabhängig von sonstigen das Lüfterrad 1 beaufschlagenden Stellkräften eingestellt und gehalten werden.

Claims

In nur einer Drehrichtung anzutreibendes Lüfterrad (1) mit einer zentralen Antriebseinheit (2), mit zur Antriebseinheit (2) koaxialer Nabe (5), mit radialen, in der Nabe (5) gelagerten Lüfterflügeln (8), die fußseitig zwischen zwei zur Antriebseinheit (2) lagefesten und in Richtung der Drehachse (3) des Lüfterrades (1) koaxial einander gegenüberliegenden Antriebsbahnen (6, 7) eingreifen und in ihrem Flügelwinkel (31) durch Antrieb über jeweils eine der Antriebsbahnen (6 bzw. 7) um ihre Flügelachsen (9) über eine zur Umlaufebene (13) senkrechte Umschlagebene (14) auf entgegengesetzte Förderrichtungen umstellbar sind, wobei die Nabe (5) durch eine jeweilige axiale Belastung zur Antriebseinheit (2) axial verlagerbar ist und korrespondierend zur axialen Verstellung der Nabe (5) die Drehstellung der Lüfterflügel (8) im Bereich eines die Umschlagebene (14) übergreifenden Schaltfensters (30) auf entgegengesetzte Förderrichtungen umstellbar ist.
In nur einer Drehrichtung anzutreibendes Lüfterrad (1) mit einer zentralen Antriebseinheit (2), mit zur Antriebseinheit (2) koaxialer Nabe (5), mit radialen, in der Nabe (5) gelagerten Lüfterflügeln (8), die fußseitig zwischen zwei zur Antriebseinheit (2) lagefesten und in Richtung der Drehachse (3) des Lüfterrades (1) koaxial einander gegenüberliegenden Antriebsbahnen (6, 7) eingreifen und in ihrem Flügelwinkel (31) durch Antrieb über jeweils eine der Antriebsbahnen (6 bzw. 7) um ihre Flügelachsen (9) über eine längs der Umlaufebene (13) verlaufende Umschlagebene (36) auf entgegengesetzte Förderrichtungen umstellbar sind, wobei die Nabe (5) durch eine jeweilige axiale Belastung zur Antriebseinheit (2) axial verlagerbar ist und korrespondierend zur axialen Verstellung der Nabe (5) die Drehstellung der Lüfterflügel (8) im Bereich eines die Umschlagebene (36) übergreifenden Schaltfensters (30) auf entgegengesetzte Förderrichtungen umstellbar ist.
In nur einer Drehrichtung anzutreibendes Lüfterrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe des über einen Drehsektor des Lüfterrades (1) sich erstreckenden Schaltfensters (30) über einen Stelltrieb (15) festgelegt ist, der in der Antriebsverbindung zwischen der Antriebseinheit (2) und einem zur Antriebseinheit (2) gegenüberliegenden Ende der Nabe (5) liegt.
In nur einer Drehrichtung anzutreibendes Lüfterrad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stelltrieb (15) koaxial lagefest verbundene, konzentrische Ringscheiben (16, 17) mit gleichen, unrunden Innendurchmessern aufweist, die drehlagenversetzt sind und gegen ihre Innendurchmesser offene Aussparungen (20) zur Aufnahme radialer Arme (22) eines gleichachsig zentral aufgenommenen Schaltsternes (19) aufweisen, der in seiner Axiallage zu den Ringscheiben (16, 17) zwischen zu den Ringscheiben (16, 17) ebenengleichen Lagen umstellbar ist.
In einer Drehrichtung anzutreibendes Lüfterrad nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Umstellung der Lüfterflügel (8) zwischen deren Saugstellung (25) und deren Blasstellung (26) zur axialen Verstellung des Schaltsternes (19) zwischen den Ringscheiben (16, 17) korrespondiert.
In nur einer Drehrichtung anzutreibendes Lüfterrad nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Nabe (5) zur Antriebseinheit durch aerodynamische Beaufschlagung und/oder mittels einer Stellvorrichtung (35) axial verlagerbar ist.