DE2635338C3 - Luftmengenregler zum Konstanthalten des Luftdurchsatzes - Google Patents
Luftmengenregler zum Konstanthalten des LuftdurchsatzesInfo
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Description
55
Die Erfindung betrifft einen Luftmengeregler gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Ein derartiger Luftmengenregler ist in der DE-OS 04 168 beschrieben Er weist eine Klappe mit einer «>
nach hinten weisenden, nach unten abgeknickten Lcitplatte auf, wobei die Klappen/Leitplatteneinheit um
eine von ihrer Schwerlinie entfernten Achse drehbar ist. Damit ist die Klappen/Leitplatteneinheit durch Schwerkraft in die Offenstellung vorgespannt. Durch Anströ- ΙΛ
men mit Luft wird die Klappe entgegen der Schwerkraft so gedreht, daß der Luftdurchsatz für verschiedene
Drücke im wesentlichen konstant ist.
Dieser Luftmengenreglertyp hat den Nachteil, daß er
stets in waagerechter Ausrichtung eingebaut werden muß, da nur hier die gewünschte Vorspannung der
KJappen/LeitpIatteneinheit in die Offenstellung erhalten wird. Ein weiterer Nachteil dieses Luftmengenreglers ist der, daß der Luftstrom nicht völlig abgesperrt
werden kann Damit ist eine zusätzliche Absperreinrichtung erforderlich.
Der Luftmengenregler nach der DE-OS 16 04 168 hat zur Dämpfung von Schwingungen der Klappen/Leitplatteneinheit entweder ein auf die Klappenwelle
aufgesetztes Schwungrad oder einen am Ventilkörper abgestützten Dämpferzylinder, dessen Kolben über
einen Kurbelarm mit der Klappenwelle verbunden ist Im ersten Falle wird nur eine unbefriedigende
Dämpfung der Schwingungen erhalten, im zweiten Falle müssen zusätzliche Gewichte vorgesehen werden, um
den Schwerkrafteinfluß der Kurbel, der Kolbenstange und des Kolbens des Dämpferzylinders auf die
Regelcharakteristik auszuräumen.
Es sind ferner Luftmengenregler bekannt die eine elastische, in der Regel aus Gummi bestehende
Membran aufweisen. Diese Membran ist durch eine Feder vorgespannt und ändert unter Oberwindung
dieser Federkraft ihre Form in Abhängigkeit von Druckänderungen. Die Sedervorspannung läßt sich zur
Einstellung eines gewünschten Luftdurchsatzes mittels einer Einstellschraube einstellen.
Derartige Luftmengenrelger haben jedoch den Nachteil, daß sie nur eine kurze Lebensdauer haben.
Dies gilt in erster Linie für den Einsatz während der
kalten Jahreszeit, in der der Luftmengenregler von Warmluft durchströmt wird.
. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist somit die Schaffung eines Luftmengenreglers für die automatische Luftdurchsatzregelung in einer Einführleitung
einer Klimaanlage, der unabhängig von der Lage der Einführleitung störungsfrei arbeitet und mit dem
darüber hinaus der Luftstrom volt absperrbar ist.
Ausgehend von einem Luftmengenregler nach dem Oberbegriff des Anspruches I ist diese Aufgabe
erfindungsgemäß gelöst mit den im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen.
In der DE-OS 23 33 694 ist zwar ein weiterer Luftmengenregler beschrieben, bei dem eine abgewinkelte Klappe um eine im wesentlichen bei der Knicklinie
liegende Achse drehbar. Zusätzliche Gegengewichte sorgen dafür, daß die Schwerlinie der Klappe in der
Drehachse liegt. Zur Vorspannung der Klappe in die Offenstellung ist eine Spiralfeder vorgesehen, deren
eines Ende an einem mit der Klappenwelle verbundenen Kurbelarm angreift, und deren anderes Ende am
Ventilkörper festgelegt ist.
Bei diesem Luftmengenregler wird jedoch nur eine geringe Dämpfung von Schwingungen erhalten, die auf
der Eigenträgheit der Klappe und der von ihr getragenen Gegengewichte beruht.
Bei dem erfindungsgemäßen Luftmengenregler wird dagegen eine sehr wirksame Dämpfung der Schwingungen der Klappen/Leitplatteneinheit erhalten. Es ist
keinerlei Gegengewicht erforderlich. Der Luftmengenregler kann in beliebiger Stellung in eine Klimaanlage
eingebaut werden. Die auf die Klappe wirkenden Momente steigen mit dem Winkel, um den die Klappe
aus ihrer Ruhestellung herausgedreht ist, exponentiell an. Die Klappe kann auch sehr einfach auch nach ihrem
Einbau auf eine andere Regelcharakteristik eingestellt werden.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung
näher erläutert. In dieser zeigt
F i g, 1 einen axialen Schnitt durch einen Luftmengenregler;
F i g. 2 eine Aufsicht auf das stromab liegende Ende des Luftmengenreglers;
F i g, 3 eine seitliche Ansicht des Luftmengenreglers,
in der die Dämpfervorrichtung und eine einstellbare Federeinrichtung zum Vorspannen der Klappen/Leit- ι ο
pla.tteneinheit gezeigt ist;
F i g. 4 eine Aufsicht auf den Luftmengenregler, in der
ebenfalls die Dämpfervorricraung und die Federeinrichtung
genauer gezeigt sind;
Fig.5 eine graphische Darstellung der auf die Klappen/Leitplatteneinheit wirkenden Momente bei
einem erfindungsgemäßen Luftmengenregler und bei einem durch Schwerkraft in die Offenstellung vorgespannten
Luftmengenregler;
F i g. 6 eine seitliche Ansicht eines Luftmengenreglers mit einer abgewandelten Dämpfervorrichtung un<;"
Fig.7 eine Aufsicht auf den Luftmengenregler nach
Fig.6.
In den Fig. 1, 2 und 4 ist ein Luftmengenregler gezeigt, der in eine Einführleitung einer Klimaanlage
eingebaut werden kann. Bekanntlich weisen Klimaanlagen eine zentrale Versorgungsstation auf, die eine
Vielzahl von Räumen versorgen. Werden die zu den einzelnen Räumen führenden Einführleitungen geöffnet
oder geschlossen, so ergeben sich Druckänderungen in den anderen Leitungen. Der Druck in der Klimaanlage
kann so beispielsweise zwischen 2 mbar und 20 mbar variieren. Damit diese Druckänderungen nicht zu einer
Änderung des Luftdurchsatzes durch die Einführleitungen führen, ist in jeder dieser Einführleitungen ein J5
Luftmengenregler angeordnet, wie er nachstehend genauer beschrieben ist.
Der Luftmengenregler weist einen Ventilkörper C auf, in dem ein Regelorgan und Absperrelcment J zur
Drosselung oder Unterbrechung des Luftstromes angeordnet ist. Der Ventilkörper C hat die Form eines
Parallelepipeds, und er wird durch zwei Seiten wände 1, 2 gebildet, die durch zwei Querwände 3, 4 miteinander
verbunden sind. Das Absperrelement / 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 e;n 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 in lt;orm einer rechteckigen Leitplatte
10 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 F i g. 2 ersichtlich ist, ist der Ansatz in der Mitte der Klappe 5
und jeweils gleich weit von den Seitenwänden 1 und 2 angeordnet und zudem einstückig mit der Klappe .5 M)
ausgebildet.
Gemäß Fig. I sind die Querwände 3, 4 mit Vertiefungen bzw. Eindrückungen 11 mit rechteckigem
Querschnitt versehen, in denen jeweils eine Dichtung 12 aus Gummistreifen befestigt ist. Die Lage der ι-'·
Eindrückungen 11 ist so fewählt, daß die Enden der
Klappe 5 in deren Schließzustand auf den Streifen 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 Seiten wänden 1, 2 Stege bzw. Leisten 13, 14
vorgesehen, an welche sich die Seitenkanten der Klappe 5 in deren Schließstellung anlegen.
In den Fig.3 und 4 ist eine Ausgleichvorrichtung
dargestellt, welche das übliche Gegengewicht bei Luftmengenregler bekannter Bauart ersetzt. Diese
Ausgleicbvorrichtung 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 20
eingehakt ist, der an einer in eine Halterung 22, die
ihrerseits einstückig mit der Seitenwand 1 verbunden ist, eingeschraubten Schraube 21 befestigt «ι. 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 3, 4 liegenden Position einzunehmen
vermag. In der genannten Stellung befindet sich die Klappe 5 im allgemeinen unter einr Anfangsneigung
von etwa 5° im Uhrzeigersinn zur genannten Parallelposition.
Im folgenden ist anhand der Fig.3 und 4 die
Dämpfervorrichtung beschrieben, die etwaige Schwingungen zu dämpfen vermag, welche als Folge
plötzlicher Druckänderungen in der Bewegung der Klappe 5 auftreten können. Diese Dämpfervorrichtung
weist eine Schiene bzw. einen Schenkel Mb 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 Schwungrad 28 der bereits bei den bekannten Luftmengenregler verwendeten Art befestigt, das
jedoch bei den bekannten Konstruktionen unmittelbar an der Achse 6 montiert ist, an welcher die Klappe 5
befestigt ist. Die beschriebene Anordnung der Dämpfervorrichtung gewährleistet eine gate Betriebsstabilität
auch bei Verwendung eines Schwungrades 28 geringer Größe, was auf die durch das mit dem Ritzel 25
kämmende'Zahnradsegment 24 gewährleistete Übersetzung
zurückzuführen ist. Es hat sich gezeigt, daß die Dämpfervorrichtung auch bei starken und plötzlichen
Drucksthwankungen die Schwingungen der Klappe 5 erheblich zu dämpfen vermag. Schließlich ist am
Schenkel 17b eine Masse 29 vorgesehen, die das Gewicht der Leitplatte 10 und mögliche andere
Unwuchten in bezug auf die Drehachse der Klappe 5 ausgleicht. Infolgedessen ist die Allordnung vollständig
ausgewuchtet, so daß sie auch in einer von der Horizontalen abweichenden Stellung sicher Und stabil
zu arbeiten vermag.
In den F ι g. 6 und 7 ist eine abgewandelte
Ausführungsform der Dämpfervorrichtung dargestellt, bei welcher die Einstellschraube 21 an einer bewegbaren,
mittels eines Schwenkzapfens 34 am Träger 27 angelenkten Halterung 30 montiert ist, die mit Hilfe
einer Flügelmutter 32 in vorbestimmten Stellungen am Träger festgelegt werden kann. Das dem Lufteinlaßen-
de des Regelorgans näher gelegene Ende der Halterung 30 besitzt eine dreieckige Form und es ist mit einer in
Teilstriche zwischen 30° und 45° unterteilten Skala versehen, während das dem Luftauslaß des Regelorgans
zugewandte Ende praktisch geradlinig ausgebildet ist. Das Verdrehen der bewegbaren Halterung 30 kann von
Hand oder automatisch durch beliebige Mittel erfolgen. Beispielsweise lassen sich dabei Aufwärtsschwenkbewe-
gungen von etwa 45° und Abwärtsbewegungen von etwa 30—35° erreichen (in strichpunktierten Linien
dargestellt). Bei dieser Bewegung wird die Feder 19, wie bei der vorher beschriebenen Ausführungsform, gespannt
oder entspannt.
Gemäß den F i g. I und 2 weist der Luftmengenregler schließlich am Unterteil des Ventilkörpers C eine
Leitplatte 33 auf, deren eine Seite an der Querwand 4 befestigt ist und deren andere Seite mit der Querwand 4
_:—M \i/:_lai t. .,nr» A<z° fastlAnt Wio incHpcrtnHprp auc
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 Mt· ist dabei das Drehmoment eines Luftmengenreglers bekannter
Bauart mit Gegengewicht bezeichnet, während die Kurve M/vdas Drehmoment für den erfindungsgemäßen
Luftmengenregler angibt. Anhand dieser Kurven oder Kennlinien ergibt sich deutlich die besondere Betriebsleistung
des erfindungsgemäßen Luftmengenreglers speziell im Bereich /wischen 20° und 35°. d. h. dem im
Betrieb am häufigsten in Betracht kommenden Bereich.
Ein besonderes Merkmal des erfindungsgemäßen Luftmengenregler besteht darin, daß bei zunehmendem
Neigungs- bzw. Anstellwinkel der Klappe 5 der größte Teil der Luft über die Klappe 5 selbst sireicht, so daß der
F i g. 2 hervorgeht, befindet sich die Leitplatte 33 unter der Leitplatte 10 der Klappe 5, und sie besitzt dieselbe
Breite wie letzterer. Die Leitplatte 33 führt unterhalb der Leitplatte 10 die von der Versorgungseinrichtung
gelieferte Luft aufwärts, wobei sie im Zusammenwirken mit der Leitplatte 10 die Drehung der Klappe 5 steuert.
ein hoher Druck am Vorderabschniii der Klappe 5
auftritt, wenn der von dem eintretenden Luftstrom beaufschlagte Abschnitt als Vorderabr.chnitt betrachtet
wird. Infolgedessen entsteht ein Unterdruck an der abwärts abstehenden Lcitplattc 10, welcher die Klappe
5 sich entgegen dem Uhrzeigersinn verdrehen läßt.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (8)
1. Luftmengenregler zum Konstanthalten des Luftdurchsatzes unabhängig von Druckschwankungen in einer Einföhrleitung einer Klimaanlage mit
einer als Regelorgan und Absperrelement dienenden Klappe, die eine nach hinten abstehende
Leitplatte aufweist und um eine Achse schwenkbar
in einem Ventilkörper gelagert und mit einer ein
Schwungrad aufweisenden Dämpfervorrichtung versehen ist, dadurch gekennzeichnet,
daß an der Achse (6) der Klappe (5) ein Schenkel (Wb) fest montiert ist, der an einem Ende als
Dämpfervorrichtung ein Zahnradsegment (24) aufweist, das mit dem drehbar am Ventilkörper (C)
montierten Schwungrad (28) kämmt, und der an seinem anderen Ende eine Verlängerungs-Schiene
(17) aufweist, die mit dem Ventilkörper fQüber eine
einstellbare Federeinrichtung verbunden ist, und daß eine Einstelleinrichtung zum Festlegen der
Anfangsstellung des Schenkels (Mb) und mithin der Klappe (S) vorgesehen ist
2. Luftmengenregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung (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 am Ventilkörper (C) befestigten
Halterung (22,30) angebracht ist
3. Luftmengenregler nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die am Ventilkörper (C)
befestigte Halterung (30)fchwerv- 'jar gelagert ist.
4. Luftmengenregler nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet daß Cv Stellung der
schwenkbar gelagerten Halterung (30) einstellbar ist. is
5. Luftmengenregler nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet daß die Einstelleinrichtung
zur Feststellung der Anfangsstellung der Verlängerungs-Schiene (17) eine Schraube (23) aufweist, die
an der Halterung (22,30) angebracht ist und mit der Verlängerungs-Schiene (17) zusammenwirkt.
6. Luftmengenregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Unterteil des Ventilkörpers
(C) eine Leitplatte (33) vorgesehen ist, welche die einströmende Luft nach oben ablenkt.
7. Luftmengenregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Berührungsbereichen
zwischen Klappe (5) und Ventilkörper (C) Dichtungen (12,13,14,15,16) vorgesehen sind.
8. Luftmengenregler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
nach hinten abstehende Leitplatte (10) einstückig mit der Klappe (5) ausgebildet ist.
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