DE2635338A1

DE2635338A1 - Regelorgan fuer die automatische stroemungsregelung eines stroemungsmittels in einer klimaanlage

Info

Publication number: DE2635338A1
Application number: DE19762635338
Authority: DE
Inventors: Angelo Serratto
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-08-05
Filing date: 1976-08-05
Publication date: 1977-02-10
Also published as: FR2320596A1; GB1543261A; US4088150A; IT1040421B; NL7608587A; ES450468A1; CH606932A5; BE844809A; DE2635338B2; DE2635338C3; SE7608739L

Description

Die Erfindung betrifft ein Regelorgan, z.B. ein Ventil oder eine Absperrklappe, für die automatische Strömungsregelung eines Strömungsmittels in einer Klimaanlage.

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Regelorgan zur Konstanthaltung des Strömungsmengenwerts eines Strömungsmittels, im allgemeinen Luft, in einer Klimaanlage bei sich änderndem Strömungsmitteldruck.

Eine Klimaanlage weist eine Versorgungsstation auf, die mit einer Luftverteileranlage mit einer Vielzahl von Verzweigungen verbunden ist, die jeweils einer End- oder Einführleitung zugeordnet sind, in denen ein Regelorgan angeordnet ist. Die Zahl der offenen Einführleitungen kann bekanntlich je nach den Erfordernissen jedes Raums, zu welchem eine Einführleitung führt,

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ORIGINAL INSPECTED

sehr verschieden sein, wobei eine Druckänderung in den anderen Leitungen auftritt, wenn eine oder mehrere dieser Leitungen geschlossen bzw. abgesperrt sind. Infolgedessen muß mittels einer in diese Einführleitungen eingebauten Hegelvorrichtung dafür gesorgt werden, daß der Luftstrom bzw. -durchsatz auf dem gleichen Wert bleibt, wenn sich die Druckwerte in den restlichen Abschnitten der Anlage ändern. Beispielsweise kann der Druck innerhalb der Anlage zwischen einem Mindestwert von 2o mm Hg und einem Höchstwert von 2oo mm Hg variieren.

Derzeit werden zwei grundsätzliche Arten von Regelorganen für die automatische Luftdurchsatzregelung in einer Klimaanlage verwendet.

Bei der ersten Art ist in der Einführleitung eine elastische, im allgemeinen aus Gummi bestehende Membran vorgesehen, die ihre 3?orm als Funktion von Druckänderungen gegen die Kraft einer Feder zu ändern vermag, welche einer Einstellschraube zur Justierung des Regelorgans auf die gewünschte Strömungsmenge zugeordnet ist.

Absperrorgane dieser Art sind mit dem schwerwiegenden Nachteil behaftet, daß sie wegen der speziellen verwendeten Luftabsperreinrichtung eine kurze Betriebslebensdauer besitzen. Dieser Nachteil ergibt sich in erster Linie infolge des Betriebs des Regelorgans während der Wintersaison, wenn das Regelorgan von Warmluft durchströmt wird.

Ein zweites, für die automatische Regelung vorgesehenes Regelorgan der genannten Art weist ein Drosselventil auf,

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bei dein an der Absperreinrichtung eine Klappe befestigt ist, welche in Abhängigkeit von Druckschwankungen entsprechende Schwankungen am Absperrabschnitt zu regeln vermag. Außerdem sind dabei eine Ausgleichvorrichtung mit einem Gegengewicht, das zur Justierung des Regelorprans auf

er. die Luftabsperreinrichtung wirkt, und eine Dämpiöeinrichtung, im allgemeinen eine Zylinder-Kolben-Einheit, zur Dämpfung möglicher Schwingungen vorgesehen, die bei der Bewegung¹ der Luftabsperreinrichtung auftreten können. Ein Regelorgan dieser Art ist in der DT-PS 1 6o4 168 beschrieben.

Ein erster Nachteil dieser bekannten Regelorgane liegt darin begründet, daß sie wegen des "Vorhandenseins des Gegengewichts stets in waagerechter Lage angeordnet sein müssen/

Ein anderer Nachteil dieser bisher verwendeten Konstruktion beruht darauf, daß sie keine vollständige Absperrung des Luftstroms durch die End- oder Einführleitung zulassen, so daß eine zusätzliche Auffang- bzw. Absperreinrichtung erforderlich ist.

Ein weiterer Nachteil ist darauf zurückzuführen, daß wegen der Anordnung einer Dämpfereinrichtung in Form einer Zylinder-Kolben-Einheit der Absperreinrichtung schwere Gewichte zugeordnet v/erden müssen, um eine zufriedenstellende Wirksamkeit des Regelorganbetriebs zu gewährleisten.

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung eines Regelorgans für die automatische Luftdurchsatzregelung in einer End- oder Einführleitung einer Klimaanlage, wobei mit diesem

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Regelorgan nicht nur die Nachteile der Regel- oder Absperrorgane der erstgenannten Art, sondern auch diejenigen der Regelorgane der ζweitgenannten Art vermieden werden.

Diese Aufgabe wird bei einem automatischen Regelorgan zur Regelung des Luftstroms bzw. -durchsatzes in einer Einführleitung einer Klimaanlage mit einer als Absperrelement dienenden Klappe, die schwenkbar in einem Ventilkörper gelagert und mit einer ihren Schwingungen entgegenwirkenden Vorrichtung sowie einer Dämpfervorrichtung versehen ist, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schwingungs-Dämpfervorrichtung einen fest an einer Drehachse der Klappe montierten Schenkel mit einem am einen Ende vorgesehenen Zahnradsegment aufweist, das mit einem drehbar am Ventilkörper

montierten Schwungrad kämmt, daß die der Schwingung: entgegenwirkende Vorrichtung eine Verlängerungs-Schiene des Schenkels aufweist, die mit dem Ventilkörper über eine einstellbare Federeinrichtung verbunden ist, und daß eine Einstelleinrichtung zur Festlegung der Anfangsstellung des Schenkels und mithin der Klappe vorgesehen ist.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Regelorgans besteht darin, daß kein Gegengewicht mehr nötig ist. Aus diesem Grund kann das Regelorgan in jeder beliebigen Stellung eingesetzt werden, ohne daß auf eine besondere Anordnung geachtet zu werden braucht.

Ein anderer Vorteil des Regelorgans liegt darin begründet, daß - wie noch deutlicher werden wird - das Diagramm der auf die Klappe wirkenden Momente infolge der genannten Dämpfervorrichtung eine Exponentialkurve als Funktion der verschiedenen Positionen der Klappe selbst sowie der Druckschwankungen ist.

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Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Regelorgans ist die Einfachheit, mit der es eingestellt werden kann, insbesondere auch nach seinem Einbau.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Pig. 1 eine Schnittansicht eines Regelorgans bzw. einer Absperrklappe mit Merkmalen nach der Erfindung,

J¹Ig. 2 eine Vorderansicht des Regelorgans, von der Luftausströmseite her gesehen,

Pir;. J eine Seitenansicht des Regelorgans zur Veranschaulichung der Dämpfervorrichtung,

Jig. 4 eine im Schnitt gehaltene Aufsicht auf die Vorrichtung gemäß Pig. 3₅

Pig. 5 eine graphische Darstellung einiger Größen des Regelorgans, die sich als Funktion der Absperrklappe ändern, und

Pig. 6 und 7 eine Seitenansicht "bzw. eine Aufsicht einer abgewandelten Ausführungsform der Dämpfervorrichtung.

Gemäß den Pig. 1, 2 und ¹I- besteht das erfindungsgemäße Regelorran aus einem Schieber- oder Ventilkörper G, in welchem ein Luft-Absperrelement I zur· Unterbrechung des Luftstroms montiert ist. Der Ventilkörper G besitzt eine Pcrallelepiped.form und er wird durch zwei Seitenwände 1, 2 gebildet,

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die durch zwei Querwände y, 4 miteinander verbunden sind. Das Absperrelement I weist eine Klappe 5 auf, deren Mittelteil mit Hilfe von Büchsen 7 und reibungsarmen bzw. Lager-Manschetten 8 auf einer Achse 6 gelagert ist, so daß sie relativ zu den Seitenwänden 1, 2 drehbar ist. Die Achse 6 ist gegenüber Lufteinlaß- und -auslaßseite symmetrisch angeordnet. Die Luft strömt am einen Ende in Richtung der Pfeile 9 ein und strömt nach Beaufschlagung der Klappe 5 am anderen Ende aus. Die Klappe 5 ist an dem vom Lufteinlaß abgewandten Ende mit einem abwärts gerichteten Ansatz 1o in Porm einer rechteckigen Leitplatte versehen, die in Richtung auf die Querwand 4 abgebogen ist und mit der Ebene der Klappe 5 einen Winkel a von 45 bildet. Wie insbesondere aus Pig. ersichtlich ist, ist der Ansatz 1o in der Mitte der Klappe und jeweils gleich weit von den Seitenwänden 1 und 2 angeordnet und zudem einstückig mit der Klappe 5 ausgebildet.

Gemäß Pig. 1 sind die Querwände 3₅ ^ mit Vertiefungen bzw. Eindrückungen 11 mit rechteckigem Querschnitt versehen, in denen jeweils ein Gummistreifen 12 befestigt ist. Die Lage der Eindrückungen 11 ist so gewählt, daß die Enden der Klappe 5 in deren Schließzustand auf den Streifen 12 aufliegen. Auf diese Weise wird eine Abdichtung erreicht, durch welche der Luftstrom vollständig abgesperrt werden kann. Zur Vervollständigung der luftdichten Abdichtung in der Schließstellung sind an den Seitenwänden 1, 2 Stege bzw. Leisten 13, 14 vorgesehen, an welche sich die Seitenkanten der Klappe 5 in deren Schließstellung anlegen.

In den Pig. 3 und 4 ist eine Ausgleichvorrichtung dargestellt, welche das übliche Gegengewicht bei Regelorganen bekannter

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

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

Im folgenden ist anhand der Pig. 3 und 4- die Dämpfervorrichtung beschrieben, die etwaige Schwingungen zu dämpfen vermag, welche als lolge plötzlicher Druckänderungen in der Bewegung der Klappe 5 auftreten können. Diese Dämpfervorrichtung weist eine Schiene bzw. einen Schenkel 17b mit einem Zahnradsegment 24 auf, das mit einem Ritzel 25 kämmt, welches über reibungsarme bzw. Lagerbüchsen 26 am einen Ende in der Seitenwand 2 und am anderen Ende in einem C-förmigen Träger 27 gelagert ist, der seinerseits an der Seitenwand 2 befestigt ist. Das Ritzel 25 ist an einem S_chwungrad 28 der

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bereits bei den bekannten Regelorganen verwendeten Art befestigt, das jedoch bei den bekannten Konstruktionen unmittelbar an der Achse 6 montiert ist, an wrelcher die Klappe 5 befestigt ist. Die beschriebene Anordnung der Dämpfervorrichtung getrährleistet eine gute Betriebsstabilität auch bei Verwendung eines Schwungrads 28 geringer Größe, was auf die durch das mit dem Ritzel 25 kämmende Zahnradsegment gewährleistete Übersetzung zurückzuführen ist. Es hat sich gezeigt, daß die Dämpfervorrichtung auch bei starken und plötzlichen Druckschwankungen die Schwingungen der Klappe erheblich zu dämpfen vermag. Schließlich ist am Schenkel 17b eine Masse 29 vorgesehen, die das Gewicht des Ansatzes Ίο und mögliche andere Unwuchten in bezug auf die Drehachse der Klappe 5 ausgleicht. Infolgedessen ist die Anordnung vollständig ausgewuchtet, so daß sie auch in einer von der Horizontalen abweichenden Stellung sicher und stabil zu arbeiten vermag.

In den Fig. 6 und 7 ist eine abgewandelte Ausführungsform der Dämpfervorrichtung dargestellt, bei welcher die Einstellschraube 2Ί an einer bewegbaren, mittels eines Schwenkzapfens 34 am Träger 27 angelenkten Halterung Jo montiert ist, die mit Hilfe einer Flügelmutter 32 in vorbestimmten Stellungen am Träger festgelegt werden kann. Das dem Lufteinlaßende des Regelorgans näher gelegene Ende der Halterung 3o besitzt eine dreieckige Form und es ist mit einer in Teilstriche zwischen 3o und 45° unterteilten Skala versehen, während das dem Luftauslaß des Regelorgans zugewandte Ende praktisch geradlinig ausgebildet ist. Das Verdrehen der bewegbaren Halterung 3o kann von. Hand oder automatisch durch beliebige Mittel erfolgen=, Beispielsweise lassen sich dabei Aufwärtsschwenkbewegungen von etwa 45° und Abwärtsbewegungen von etwa 5o - 35° erreichen (in strichpunktierten Linien dar-

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gestellt). Bei dieser Bewegung wird die Rückholfeder 19? wie bei der vorher beschriebenen Ausführungsform, gespannt oder entspannt.

Gemäß den Fig. 1 und 2 weist das erfindungsgemäße Regelorgan schließlich am Unterteil des Ventilkörpers G eine Leitplatte 33 auf, deren eine Seite an der Querwand 4 befestigt ist und deren andere Seite mit der Querwand 4- einen Winkel ti von 45° festlegt. Wie insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht, befindet sich die Leitplatte 33 unter dem Ansatz 1o, und sie besitzt dieselbe Breite wie letzterer. Die Leitplatte 33 führt unterhalb des Ansatzes 1o die von der Versorgungseinrichtung gelieferte Luft aufwärts, wobei sie im Zusammenwirken mit dem Ansatz Ίο die Drehung der Klappe 5 steuert.

Fig. 5 veranschaulicht Kennlinien der als Funktion der Winkelausschläge der Klappe 5 selbst auf diese einwirkenden Momente. Diese Ausschläge erfolgen zwischen 0° (waagerechte Klappenstellung) und 35° (nahezu Schließstellung der Klappe). Mit Mc ist dabei die Kraftmomentkennlinie eines Regelorgans bekannter Bauart mit Gegengewicht bezeichnet, während die Kurve M^ die Momentkennlinie für das erfindungsgemäße Regelorgan angibt. Anhand dfeser Kurven oder Kennlinien ergibt sich deutlich die besondere Betriebsleistung des erfindungsgemäßen Regelorgans speziell im Bereich zwischen 2o° und 35°, d.h. dem im Betrieb am häufigsten in Betracht kommenden Bereich.

Ein besonderes Merkmal des erfindungsgemäßen Regelorgans besteht darin, daß ]5si zunehmendem Efeigungs- bzw. Anstell-

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winkel der Klappe 5 &^e? größte Teil der Luft über die Klappe 5 selbst streicht, so daß der Druck von der Unterkante zur Oberkante abnimmt und ein hoher Druck am Vorderabschnitt der Klappe 5 auftritt, wenn der von dem eintretenden Luftstrom beaufschlagte Abschnitt als Vorderabschnitt betrachtet wird. Infolgedessen entsteht ein Unterdruck am abwärts abstehenden Ansatz 1o, v/elcher die Klappe 5 sich entgegen dem Uhrzeigersinn verdrehen läßt.

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Claims

Patentansprüche

ίΐ.j Automatisches Eegelorgan zur Regelung des Luftstroms bzw. -durchsatzes in einer Einführleitung einer Klimaanlage mit einer als Absperrelement dienenden Klappe, die schwenkbar in einem Ventilkörper gelagert und mit einer ihren Schwingungen entgegenwirkenden Vorrichtung sowie einer Dämpfervorrichtung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungs-Dämpfervorrichtung einen fest an einer Drehachse (6) der Klappe (5$ montierten S_chenkel (17b) mit einem am einen Ende vorgesehenen Zahnradsegment (24-) aufweist, das mit einem drehbar am Ventilkörper (G) montierten Schwungrad (8) kämmt, daß die der Schwingung entgegenwirkende Vorrichtung eine Verlängerungs-Schiene (17) cLes Schenkels (17b) aufweist, die mit dem Ventilkörper (C) über eine * einstellbare Federeinrichtung verbunden ist, und daß eine Einstelleinrichtung zur Festlegung der Anfangsstellung des Schenkels (17ΐ>) ^urL<3- mithin der Klappe (5) vorgesehen ist.
2. Regelorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder einrichtung (19) β,τι der einen Seite an einem Zapfen (18), der längs der Verlängerung-Schiene (17) verstellbar ist, und an der anderen Seite an einer Schraube (21) befestigt ist, die an einer am Ventilkörper (O) befestigten Halterung (22) angebracht ist.

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3. Regelorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Jedereinrichtung (19) an der einen Seite an einem Zapfen (18), der längs der Verlängerungs-Schiene (17) verstellbar ist, und an der anderen Seite an einer Schraube (21) befestigt ist, die an einer schwenkbar am Ventilkörper (C) gelagerten, bewegbaren Halterung (3o) angebracht ist.
4. Regelorgan nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegbare Halterung (3o) in vorbestimmten Stellungen am Ventilkörper (C) befestigbar ist.
5. Regelorgan nach Anspruch 1 "and 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstelleinrichtung zur Festlegung der Anfangsstellung der Verlängerungs-Schiene (1?) eine Schraube (23) aufweist, die an der Halterung (22) angebracht ist und mit der Schiene (17) zusammenwirkt.
6. Regelorgan nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstelleinrichtung zur Festlegung der Anfangsstellung der Verlängerungs-Schiene (17) eine Schraube (23) aufweist, die an der Halterung (3o) angebracht ist und mit der Schiene (17) zusammenwirkt.
7. Regelorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Unterteil des Ventilkörpers (C) eine Leitplatte (33) vorgesehen ist, welche die in das Regelorgan einströmende Luft nach oben ablenkt.

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8. Regelorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Berührungsbereichen zv/ischen Klappe (5) und Ventilkörper (C) Dichtungen (12, 13, 14, 15, 16) vorgesehen sind.
9. Regelorgan nach einem der vorangehenden Ansprüche·

mit einem abwärts ragenden Ansatz zur Steuerung der Klappe, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (1o) einstückig mit der Klappe (5) ausgebildet ist.

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