DE3045677C2 - Drallregler für Ventilatoren, Gebläse o.dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Drallregler mit axialer Durchströmung für Ventilatoren, Gebläse od. dgl, bei

welchem Leitschaufeln um wenigstens annähernd radiale Achsen über mit ihnen fest verbundene Lagerzapfen an ihren äußeren Enden in einem Mantelring, beispielsweise in der Einlaufdüse eines Radialgebläses, und an ihren inneren Enden in einem die Antriebswelle des Läufers umgebenden Gehäuse gelagert sind, und bei welchem koaxial am Gehäuse ein Verstellring drehbar gehalten ist, mit dem die inneren Lagerzapfen sämtlicher Leitschaufeln über je einen stellhebel in Betätigungseingriff stehen.

+5 Drallregler dieser Art sind bereits seit langem, z. B. durch die GB-PS 4 96 017 und die GB-PS 5 08 284, bekannt. Sie dienen der Anpassung der Lüfterleistung an den unterschiedlichen Volumenstrom- und Druckbedarf, beispielsweise in lufttechnischen Anlagen, und werden hauptsächlich dann zum Eirnatz gebracht, wenn Drosselregler zu verlustreich arbeite' oder Drehzahlregler für den Antriebsmotor zu teuer sind.

Gegenüber Drallreglern mit äußerer Verstellung der Leitschaufeln, die beispielsweise durch die DE-AS 22 50 559 und die DE-OS 24 26 824 ebenfalls bekannt sind, weisen die gattungsgemäßen Drallregler mit innerer Verstellung der Leitschaufeln den Vorteil auf, daß sie sich mit einem geringeren technischen Aufwand verwirklichen lassen und so klein gebaut werden können, daß ihr Einbauquerschnitt nicht größer ausfällt als der Einbauquerschnitt für die Läuferwellenlager. Im Bedarfsfalle besteht daher sogar die Möglichkeit, die Leitschaufel-Verstellvorrichtung und die Läuferwellenlager baulich zusammenzufassen, wie das aus der GB-PS 4 96 017 ersichtlich ist

Vorteilhaft ist bei der inneren Leitschaufelverstellung aber auch, daß sie sich in ein und derselben Ausführungsform für Drallregler unterschiedlicher

Außendurchmesser einsetzen läßt, sofern der Innendurchmesser ihres Gehäuses einen genügend großen Durchlaß für unterschiedliche Läuferwellendurchmesser bietet

Schließlich erweist es sich bei dtr inneren Leitschaufelverstellung aber auch als vorteilhaft, daß sich die gesamte Verstellmechanik gegen Verunreinigung gesichert im Gehäuse einkapseln läßt (GB-PS 5 08 284) und daher praktisch wartungsfrei arbeitet

Durch die DE-OS 26 37 222 gehört ebenfalls ein gattungsgemäßer Drallregler zum Stand der Technik. Hierbei wird das den Verstellring koaxial aufnehmende Gehäuse rückseitig an das einlaufseitige Lagergehäuse für die Rotorwelle gesetzt und mit diesem mittelbar über eine Halteplatte verbunden, die über abgewinkelte Laschen zwischen dem Lagergehäuse und den dieses mit dem Mantelring verbindenden radialen Streben eingespannt ist. Die Halteplatte dient zugleich der axialen Lagensicherung des in das Gehäuse eingeschobenen und darin drehbaren Verstellrings. Damit die vom Verstellring bewegten Stellhebel der Leitschaufeln gegen Verschmutzung geschützt werden, ist das freie Ende des Gehäuses zusätzlich durch einen die Rotorwelle umgebenden Ring verschlossen.

Bei allen bekannten Drallreglern mit innerer Verstellung der Leitschaufeln besteht die \ erstellmechanik im wesentlichen aus an den inneren Leitschaufel-Lagerzapfen befestigten, im wesentlichen rechtwinklig zu deren Achsen gerichteten Stellhebeln sowie einem im Gehäuse drehbar gelagerten Verstellring, wobei der Verstellring in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnete, axial-radial verlaufende Führungsflächen aufweist, in die die freien Enden der einzelnen Stellhebel mittels daran sitzenden, walzen- oder kugelförmigen Kopfteilen eingreifen.

Abgesehen davon, daß durch diese Ausgestaltung der Zusammenbau der Verstellmechanik erschwert wird, weil die mit den Stellhebeln versehenen Leitschaufel-Lagerzapfen sich nur von innen nach außen in das Gehäuse einsetzen lassen und erst dann mit den Leitschaufeln verbunden werden können, erweist es sich auch als nachteilig, daß die freien Enden der einzelnen Steilhebel mit verdickten Kopfteilen versehen werden müssen, um im Zusammenwirken mit dem Verstellring die für die Drallregelung erforderlichen Verstellwinkel zu ermöglichen.

Schließlich kann es sich aber auch als problematisch erweisen, wenn — besonders bei beengten Einbauverhältnissen — für den Verstellring innerhalb des Gehäuses eine genügend großflächige Lagerung geschaffen werden muß und außerdem eine axiale Lagensicherung gefordert wird, die unabhängig von einem benachbarten Läuferwellenlager wirksam ist.

Der Erfindung ist das Ziel gesetzt, einen Drallregler der eingangs näher spezifizierten Art zu schaffen, welcher sich bei zweckentsprechend einfacher Ausgestaltung leicht und sicher montieren bzw. demontieren läßt; der dauerhaft leichtgängig und weitestgehend wartungsfrei arbeitet und auch unabhängig davon zum Einsatz gebracht werden kann, ob sich ein Läuferwellenlager des Ventilators oder Gebläses in seiner unmittelbaren Nachbarschaft befindet, oder nicht.

Ein Drallregler, welcher diesen Forderungen in optimaler Weise Rechnung trägt, wird nach der Erfindung durch die im Kennzeichnungsteil des ersten Anspruchs angegebenen Merkmale verwirklicht.

Neben den sich aus der Lösung der gestellten Aufgabe ergebenden Vorteilen wird auch noch die Möglichkeit geboten, die gesamte innerhalb des Gehäuses liegende Verstellmechanik unmittelbar durch den Verstellring gegen die Läuferwelle hin abzuschirmen.

Ein wichtiges Weiterbildungsmerkmal für einen erfindungsgemäßen Drallregler, welches neben einer guten Lagerung des Verstellrings einen unmittelbaren Verschluß des einen Gehäuseendes bewirkt, ist im zweiten Anspruch aufgezeigt

Durch die im Anspruch 3 angegebenen Maßnahmen wird eine einfache Steckmontage für die gesamte Verstellmechanik des Drallreglers im Gehäuse ermöglicht, während durch die mit Anspruch 4 vorgeschlagene Ausgestaltung die einwandfreie Wirkverbindung der Stellhebel mit den inneren Lagerzapfen der Leitschaufeln gesichert ist.

Der einwandfreien Betätigung, Lagensicherung und Drehwinkelbegrenzung des Verstellrings sind die Kennzeichnungsmerkmale des fünften Anspruchs dien- Hch, und zwar unter Sicherstellung einer einfachen Montage und Demontage.

Dem gleichen Zweck können auch die im Anspruch 6 vorgeschlagenen Maßnahmen dienen, und zwar unter Nutzung des Vorteils, daß bei noch nicht völlig in das Gehäuse eingedrehten Bolzen eine Verdrehungssicherung des Verstellrings gegenüber dem Gehäuse erhalten wird, die das funktionssichere Zusammenführen der Stellhebel mit den Schlitzen der Gabelbolzen erleichert Eine gute Lagerung des Verstellrings am Gehäuse läßt unter Aufrechterhaltung der leichten Montierfähigkeit der Verstellmechanik durch die Merkmale des Anspruchs 7 erreichen.

Die Zuordnung der im Gehäuse zusammengefaßten Verstellmechanik zu Drallreglern für unterschiedliche Mantelring- bzw. Einlaufdüsendurchmesser wird erfindungsgemäß wesentlich durch die Maßnahmen nach Anspruch 8 erleichtert

Schließlich ist es für die Bestückung unterschiedlicher Mantelringe bzw. Einlaufdüsen mit erfindungsgemäßen

Drallreglern auch noch wichtig, die Merkmale des

neunten Anspruchs zu nutzen, weil sie nämlich die

Kupplung unterschiedlich langer Leitschaufeln mit der Verstellmechanik wesentlich erleichtern. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung

« werden nachfolgend anhand einer Zeichnung ausführlich erläutert. Hierbei zeigt

F i g. 1 die Rückansicht eines Drallreglers für Ventilatoren oder Gebläse, Fig.2 einen Schnitt durch den Drallregler nach

Fig. 1 entlang der Linie H-II,

F i g. 3 einen Schnitt durch den Drallregler längs der Linie IiI-III in Fig. 2und

F i g. 4 einen Schnitt durch F i g. 3 entlang der Linie IV-IV.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Drallregler 1 für axiale Durchströmung dargestellt, der in der Einlaufdüse 2 z. B. für ein Radialgebläse sitzt.

Der Drallregler 1 hat dabei eine größere Anzahl von Leitschaufeln 3, deren jede um eine wenigstens annähernd radiale Achse 4 begrenzt drehbar einerseits in der Einlaufdüse 2 und andererseits in einem die I äuferwelle 5 des Radialgebläses koaxial umgebenden Gehäuse 6 gelagert ist

Der äußere Lagerbolzen 7 jeder Leitschaufel 3 ist

dabei lösbar in eine Buchse 8 an der Einlaufdüse 2 eingeschraubt und greift in eine am äußeren Ende der Leitschaufel 3 befestigte Muffe 9 ein. Hingegen ist der innere Lagerzapfen 10 jeder Leitschaufel 3 unmittelbar

mit deren innerem Ende verbunden und von außen her in eine Radialbohrung 11 des Gehäuses 6 eingesteckt.

Zur koaxialen Ausrichtung und Halterung des Gehäuses 6 in der Einlaufdüse 2 dienen mehrere, beispielsweise vier, radiale Streben 12, die vorzugsweise von Gewindestangen gebildet werden können und jeweils am läuferseitigen Ende der Einlaufdüse 2 und des Gehäuses 6 angreifen. Ausschließlich durch diese radialen Streben 12 wird dabei die funktionsrichtige Lagenzuordnung des Drallreglers 1 zur Einlaufdüse 2 herbeigeführt.

Die gesamte Verstellmechanik für sämtliche Leitschaufeln 3 des Drallreglers 1 ist innerhalb des Gehäuses 6 und um den Umfang der Läuferwelle 5 gleichmäßig verteilt angeordnet.

Die Verstellmechanik hat einen Verstellring 13, der mit Abstand vom Innenumfang des Gehäuses 6 koaxial in dieses hineinragt und an einem Ende eines Kragen 14 aufweist, welcher aus einem radialen Flanschteil 15 und einem einstückig damit verbundenen Muffenteil 16 besteht. Der Kragen 14 umgreift dabei das Gehäuse 6 von einem Ende her und bildet das Drehlager für den Verstellring 13 am Außenumfang des Gehäuses 6.

Zur Lagenfixierung und Drehwinkelbegrenzung des Verstellrings 13 relativ zum Gehäuse 6 kann der Muffenteil 16 des Kragens 14 mit in Umfangsrichtung verlaufenden Langlöchern 17 versehen sein, in die Führungsbolzen 18 eingreifen, die in Gewinde 19 eingreifen, welche radial in die Wand des Gehäuses 6 eingeschnitten sind.

Möglich ist es aber auch, in den Umfang eines Bundes 20 des Verstellrings 13 Nuten 21 begrenzter Länge einzuformen, in die dann die Führungsbolzen 18 mit ihren einwärts gerichteten Enden eingedreht werden können. In diesem Falle ist es dann möglich, den Muffenteil 16 des Kragens 14 mit achsparallel zum Verstellring 13 verlaufenden, einendig offenen Schlitzen 22 zu versehen, die beim Einschieben des Verstellrings 13 in das Gehäuse 6 als Verdrehungssicherung und Führungsbahnen mit den Führungsbolzen 18 zusammenwirken und dadurch das gegenseitige lneingriffbringen der die Verstellmechanik für die einzelnen Leitschaufeln 3 Teile erleichtern. Ist die Eingriffsverdingung hergestellt dann können die Führungsbolzen 18 in die Gewinde 19 eingedreht werden, bis ihre äußeren Enden mit dem Außenumfang des Gehäuses 6 bündig liegen und ihre inneren Enden in die Nuten 21 eingreifen. Die Verdrehungssicherung ist dann aufgehoben und gleichzeitig der Verstellring 13 im Gehäuse 6 axial fixiert und in Umfangsrichtung drehwinkelbegrenzt

Der Verstellring 13 ist in seinem an den Bund 20 anschließenden Längenabschnitt mit einer größeren Anzahl, beispielsweise acht in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordneten Bohrungen 23 versehen. In jede dieser Bohrungen 23 wird mit seinem einen Ende 24' ein um eine radiale Achse frei drehbarer Zapfen 24 eingesteckt, dessen anderes Ende 24" eine sphärische, insbesondere kugelkappenförmige Gestalt hat. Die Länge der Zapfen 24 ist dabei so bemessen, daß deren sphärische Enden 24" dem Innenumfang des Gehäuses 6 dicht benachbart sind und eine Axialverschiebung der Zapfen 24 nach radial auswärts verhindern.

In jeden der Zapfen 24 ist ein radial zu seiner Achse gerichteter Stellhebel 25 eingesetzt und der innere Lagerzapfen 10 jeder Leitschaufel 3 ist mit einem Gabelschlitz 26 versehen, in den einer der Stellhebel 25 eingreift. Die Eingriffsverbindung zwischen den Stellhebeln 25 und den Gabelschlitzen 26 der inneren Lagerzapfen 10 der Leitschaufeln 3 ist dabei solcher Art, S5 daß eine Winkeidrehung des Verstellrings 13 eine Übersetzte Winkeldrehung der Zapfen 24 mit den Stellhebeln 25 hervorbringt und eine entsprechende Winkeldrehung an den inneren Lagerzapfen 10 der Leitschaufeln 3 erzwingt, während die Stellhebel 25 gleichzeitig eine axiale Verschiebebewegung und eine dieser überlagerte Winkelbewegung parallel zur Achse der Lagerzapfen 10 in deren Gabelschlitz 26 ausführen. Aus einer Winkeldrehung des Verstellrings 13 zwischen 45° und 60° kann dabei eine Winkeldrehung der Leitschaufeln von 90° abgeleitet werden.

Zur Bewegung des Stellrings 13 dient ein Betätigungshebel 27, der mit dem radialen Flanschteil 15 des Kragens 14 verbunden, beispielsweise verschraubt, ist Damit der Verstellring 13 eine gute Führung am Außenumfang des Gehäuses 6 erhält, kann der koaxiale Muffenteil 16 des Kragens 14 eine Länge erhalten, die mindestens bis an die gemeinsame Umfangsebene aller frei drehbaren Zapfen 24 heranreicht. Um auch dann noch einen leichten Einbau der Zapfen 24 in den Verstellring 13 zu ermöglichen, wenn das freie Ende des Muffenteils 16 über diese gemeinsame Umfangsebene hinausreicht, ist der radiale Abstand 28 zwischen dem Innenumfang des Muffenteils 16 und dem Außenumfang des Verstellrings 13 geringfügig größer als die ♦o Gesamtlänge der Zapfen 24 bemessen.

Der aus dem Gehäuse 6 herausragende, kopfartig verdickte Längsabschnitt 29 der inneren Lagerzapfen 10 für die Leitschaufeln 3 ist mit einem diametralen Schlitz 30 versehen, in den das innere Ende der Leitschaufeln 3 eingesetzt werden kann. Durch einen Querbolzen 31 wird sodann die Leitschaufel 3 mit dem Lagerzapfen 10 verbunden.

Abschließend sei noch erwähnt daß der Verstellring 13 eine solche Gesamtlänge erhalten kann, die so annähernd der Länge des Gehäuses 6 entspricht. Wird er dann noch an seinem hinteren Ende mit einem radialen Flansch 32 versehen, dessen Außenumfang nahezu an den Innenumfang des Gehäuses 6 heranreicht dann ist die gesamte Verstellmechanik für die Leitschaufeln 3 verschmutzungssicher auch gegen die Läuferwelle 5 des Gebläses hin abgeschirmt

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

1 Patentansprüche:

1. Drallregler mit axialer Durchströmung für Ventilatoren, Gebläse od. dgl., bei welchem Leitschaufeln um annähernd radiale Achsen über mit ihnen fest verbundene Lagerzapfen an ihren äußeren Enden in einem Mantelring, beispielsweise in den Einlaufdüsen eines Radialgebläses, und an ihren inneren Enden in einem die Läuferwelle umgebenden Gehäuse gelagert sind, und bei welchem am Gehäuse ein koaxial in dieses hineinragender Verstellring drehbar gehalten ist, mit dem die inneren Lagerzapfen sämtlicher Leitschaufein über je einen ^rstellhebel in Betätigungseingriff stehen, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstellung (13) mit radialem Abstand vom Innenumfang des Gehäuses (6) in diesem gehalten ist und einen Lagerkörper für um radiale Achsen frei drehbare Zapfen (24) bildet, deren jeder wiederum einen radial zu seiner Achse gerichteten Stellhebel (25) aufweist, und daß der innere Lagerzapfen (10) jeder Leitschaufel (3) einen Gabelschlitz (26) enthält, in den einer der Stellhebel (25) eingreift.

2. Drallregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstellring (13) einen aus einem radialen Flanschteil (15) und einem koaxialen Muffenteil (16) bestehenden Kragen (14) aufweist, der das Gehäuse (6) von einem Ende her als Drehlager umgreift.

3. Drallregler nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstellring (13) n.it gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt angeordneten Radialbohrungen (23) versehen ist, in die die Zapfen (24) mit ihrem einen Ende (24') drehbar eingreifen, während ihr anderes Ende (24") eine sphärische, insbesondere kugelkappenartige, Gestalt hat, die dem Innenumfang des Gehäuses (6) als Stützfläche zugeordnet ist.

4. Drallregler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenumfang des Verstellrings (13) bis nahe an das innere Ende der Lagerzapfen (10) für die Leitschaufeln (3) heranreicht.

5. Drallregler nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß am radialen Flanschteil (15) des Kragens (14) ein Betätigungshebel (27) befestigt ist, während dessen koaxialer Muffenteil (16) in Umfangsrichtung verlaufende Schlitze (17) hat, in die am Gehäuse (6) verankerte Bolzen (18) zur axialen Lagensicherung und Drehwinkelbegrenzung für den Verstellring (13) eingreifen.

6. Drallregler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der koaxiale Muffenteil (16) des Kragens (14) radiale Öffnungen, insbesondere einendig offene axiale Schlitze (22), hat, die im Bereich eines Bundes (20) des Verstellrings (13) liegen, dall in den Bund (20) jeweils in Umfangsrichtung verlaufende, sich über einen bestimmten Bogenwinkel erstreckende Nuten (21) eingearbeitet sind, und daß durch die Öffnungen des Muffenteils (16) Bolzen (18) in Gewindebohrungen (19) des Gehäuses (6) eindrehbar sind, die bei bündigem Abschluß ihres äußeren Endes mit dem Außenumfang des Gehäuses (6) mit ihren inneren Enden zur axialen Lagensicherung und Drehwinkelbegrenzung in die Nuten des Verstellrings (13) eingreifen.

7. Drallregler nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet, daß der Muffenteil (16) des Kragens (14) eine Länge hat, die mindestens bis an die gemeinsame Umfangsebene aller frei drehbaren Zapfen (24) heranreicht, und daß der radiale Abstand (28) zwischen dem Innenumfang des Muffenteils (16) und dem Außenumfang des Verstellrings (13) geringfügig größer als die Gesamtlänge der Zapfen (24) ist.

8. Drallregler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welchem das den Verstellring lagernde Gehäuse im Mantelring, ζ. B. der Einlaufdüse des Radialgebläses, über radiale Streben koaxial ausgerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Streben (12) unmittelbar an dem läuferseiligen Ende des Gehäuses (6) angreifen, beispielsweise in diesem verschraubbar sind.

9. Drallregler nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Ende der Leitschaufeln (3) in einen diametralen Schlitz (30) des Lagerzapfens (10) eingesetzt und darin durch einen Querbolzen (31) festgelegt ist.

10. Drsllreglei nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Verstellrings (13) wenigstens annähernd der Länge des Gehäuses (6) entspricht und dieser an seinem hinteren Ende einen radialen Flanschteil (32) trägt, der wenigstens annähernd bis an den Innenumfang des Gehäuses (6) heranreicht.