DE2637222C3 - Drallregler - Google Patents

Description

über eine besondere Anordnung zuführbare Sperrgas als Verschmutzungsschutz vorgesehen ist

Demgegenüber hat sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe gestellt, einen Drallregler der eingangs genannten Art zu schaffen, der in einen Ventilator oder in ein Gebläse eingebaut werden kann, ohne daß sich die Ventilator- bzw. Gebläse-HauptmaDe ändern, und der bei einfachem Aufbau und guter Hantiermöglichkeit geringste Störanfälligkeit aufweist, weil die Teile gut geschützt untergebracht sind und eine sichere Führung dieser Tene gewährleistet ist, und bei dem weiterhin wegen seiner Kompaktheit und seiner geringen radialen Abmessungen die Einströmung nicht gestört wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Drallregler der eingangs genannten Art vorgesehen, daß zur inneren Lagerung der Leitschaufeln ein zu der Nabe koaxial angeordnetes Lagergehäuse vorgesehen ist, in dessen ringförmiger Ausnehmung der Verstellring mit großen Führungsflächen gleitend gelagert ist, und daß der Verstellring an seiner Außenfläche mit die mit den Stellhebeln zusammenwirkenden Führungsflächen vorgebenden axialen, stirnseitig offenen Schlitzen für die Endabschnitte der Stellhebel versehen ist.

Der erfindungsgemäße Drallregler, mit dem die oben beschriebene Aufgabe einwandfrei gelöst wird, ist damit nicht ausladender als der betreffende zugehörige Ventilator, er ist sehr kompakt, das einfache und wenig aufwendige Verstellgetriebe selbst kann für eine Vielzahl von Drallreglern unabhängig von der zu verwendenden Schaufellänge eingesetzt werden, es baut klein, wodurch sich auch ein geringeres Gewicht ergibt, so daß der neue Drallregler auch für Ventilatoren in Leichtbau-Ausführung geeignet ist. Des weiteren sind die erforderlichen Verstellkräfte klein.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auf besonders einfache und zweckmäßige Weise dadurch gelöst, daß der Verstellring an seinem von den Stellhebeln abliegenden Ende eine radiale Bohrung und das Lagergehäuse einen mit dieser axial fluchtenden, in Umfangsrichtung verlaufenden Schlitz aufweist und daß der als zum Laufrad radiale Stange ausgebildete Stellkörper in die radiale Bohrung den Schlitz durchsetzend eingesetzt ist, derart, daß die Begrenzungskanten des Schlitzes als Anschläge für die Begrenzung der Stellkörperbewegung dienen, wobei zweckmäßigerweise vorgesehen sein katin, daß das Lagergehäuse hohlzylindrisch ist und an seinem vom Verstellring abgewandten Ende durch eine Scheibe abgedeckt ist.

Das Verstellgetriebe sitzt damit gut geschützt und die Strömung nicht zusätzlich störend im Zentrum der sternförmig angeordneten Leitschaufeln, die darüberhinaus entweder genau radial oder auch unter einem bestimmten Winkel zur Rotationsachse des Drallreglers und des Ventilators oder Gebläses angeordnet sein können.

Weitere Vorteile des Erfindungsgegenstandes sind Schutz gegen Verschmutzung und sonstige äußere Einflüsse, die Möglichkeit eines nachträglichen Einbaus des Drallreglers in bereits vorhandene Ventilatoren, was insbesondere auch b?^; zweiseitig ansaugenden Ventilatoren Bedeutung ..ai, außerdem bleiben die auftretenden Strömungsverluste durch den Einbau des Verstellgetriebes in die Ansaugöffnung vernachlässigbar klein.

Die Anordnung kann weiterhin z. B. auch so getroffen sein, daß die durch die Drehzapfen vorgegebene Drehachse der Leitschaufeln um etwa 1—2° gegen die geometrische Längsachse der Leitschaufeln verkippt ist, wobei vorzugsweise vorgesehen sein kann, daß der bezüglich der Drehachse breitere Tei! der Leitschaufeln zum Rotor weist. Dieser Versatz der beiden Achsen zueinander bewirkt, daß die Stellkräfte aufgrund der auf die Schaufelfläche wirkenden Drücke um bis zu etwa 50% geringer sind als bei der bekannten symmetrischen Schaufellagerung. Diese Maßnahme kann erfindungsgemäß nicht nur bei Drallreglern mit einem mittigen, im Bereich der Rotationsachse liegenden Verstellgetriebe, sondern auch bei Drallreglern mit den bekannten umfangsseitigen Verstellgetrieben verwirklicht werden.

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Ansicht der Einströmöffnung eines Drallreglers gemäß einem ^usführungsbeispiel vorliegender Erfindung,

Fig.2 einen Teillängsschnitt gemäß Pfeil H-Il durch den Drallregler nach Fig. 1, wobei eine Schaufel des Ventilator- oder Gebläselaufrades strichpunktiert angedeutet ist,

F i g. 3 einen gegenüber der F i g. 2 um 90° versetzten axialen Schnitt durch den Drallregler im Bereich des Verstellgetriebes, wobei die beiden Extremstellungen des Getriebes bzw. der Leitschaufeln angedeutet sind, und

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

Wie insbesondere aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, ist der erfindungsgemäße Drallregler 11 axialer Durchströmung gemäß Pfeil A in die feststehende Einlaufdüse 12 eines Ventilators oder Gebläses, von dem lediglich eine Schaufel 13 des eigentlichen, z. B. radialen Laufrades strichpunktiert in F i g. 2 angedeutet ist, eingebaut. Der Drallregler 11 besitzt ein Verstellgetriebe 14 für seine Leitschaufeln 16, das mittig im Bereich der Antriebswelle 17 des gemäß Pfeil C angetriebenen Ventilators oder Gebläses angeordnet ist und diese unmittelbar umgibt. Der Ventilator ist somit durch den eingebauten erfindungsgemäßen Drallregler 11 in seinen Außenmaßen nicht verändert. Auch wenn in der Zeichnung nur ein einseitig saugender Ventilator durch eine Schaufel 13 des Radiallaufrades angedeutet ist, versteht es sich, daß der erfindungsgemäße Drallregler 11 auch in einem zweiseitig saugenden Ventilator od. dgl. verwendet werden kann, indem jeweils ein erfindungsgemäßer Drallregler 11 in die beiden Einlaufdüsen eingebaut wird. Es versteht sich ferner, daß der erfindungsgemäße Drallregler 11 auch an einen Ventilator angesetzt, d.h. vor dessen Einlaufdüse 12 gesetzt werden kann, wenn dieses erforderlich sein sollte.

Die Einlaufdüse 12 ist mit einem sich im wesentlichen etwa konisch zum Ventilatorlaufrad hin verjüngenden Düsenmantel 18 versehen, an dessen flanschartiger Eintrittsseite radiale Arme 19 befestigt sind, die an ihrem inneren Ende mit dem Gehäuse eines Lagers 21 für die Antriebswelle 17 des Ventilators verbunden sind. Die bezüglich ihrer Breite konischen Leitschaufeln 16 des Drallreglers 11, die nebeneinanderliegend über den Umfang gleichmäßig verteilt angeordnet sind, sind außen an ihrem breiteren Ende, über einen mit einer Kunststoffbüchse versehenen äußeren Drehzapfen 22 im Düsenmantel 18 und innen, d. b. an ihrem schmäleren Ende, über einen inneren Drehzapfen 23 in einem Lagergehäuse 24 des Verstellgetriebes 14 drehbar gelagert. Der innere Drehzapfen 23 durchdringt das Lagergehäuse 24 in einer Bohrung 26 und ist an seinem inneren, in das im wesentlichen etwa hohlzylindrische

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Lagergehäuse 24 hineinragenden Ende mit einem Stellhebel 27 drehfest bzw. starr verbunden, der parallel zur Achse der Antriebswelle 17 verläuft. Beim Ausführungsbeispiel verläuft die Drehachse 28 der verstellbaren Leitschaufeln 16, d. h. die Verbindung der Drehzapfen 22 und 23 genau radial, was bedeutet, daß Drehzapfen 23 und Verstellhebel 27 einen rechten Winkel miteinander einschließen. Die Endabschnitte 29 der Verstellhebel 27 sind jeweils als Kugelkopf ausgebildet, der jeweils in einen Schlitz 31 eines Verstellringes 32 eingreift, der im Lagergehäuse 24 koaxial angeordnet und relativ zu diesem verdrehbar gelagert ist. Die Schlitze 31, die entsprechend der Anzahl der verstellbaren Leitschaufeln 16 bzw. der SteUhebe! 27 über den Umfa.ⁿ.^<T des Versteürin^es 32 gleichmäßig verteilt angeordnet sind, erstrecken sich in axialer Richtung und sind zu der den Stellhebeln 27 zugewandten Ringstirnfläche 33 hin offen. Die Schlitze 31, deren Grund eine dem Kugelkopf 29 entsprechende Form besitzt, sind etwa so breit wie der Kugelkopf 29, jedoch wesentlich langer, vorzugsweise etwa doppelt so lang. Zwischen den seitlichen als Führungsflächen 34 ausgebildeten Begrenzungswänden der Schlitze 31 sind die Kugelköpfe 29 der Stellhebel 27 im wesentlichen ohne Spiel geführt. An seinem den Schlitzen 31 abgewandten Ende ist der Verstellring 32 an einem Umfangsbereich mit einer radialen Bohrung 36 versehen, in die ein als Stange 37 ausgebildeter Stellkörper eines Anlriebsgestänges 38 eingesteckt und gehalten ist. Die Stange 37 durchdringt dabei einen Langlochschlitz 39 im Lagergehäuse 24, so daß sie, und damit der Verstellring 32, ausgehend von der in F i g. 1 in ausgezogenen Linien dargestellten Nullstellung, um einen bestimmten Winkel um die Antriebswelle 17 verschwenkt bzw. verdreht werden können.

Das hohlzylindrische Lagergehäuse 24 besitzt an seinem den radialen Bohrungen 26 für die Drehzapfen

23 abgewandten Ende eine Ringausnehmung 41, in die der Verstellring 32 drehbar eingesetzt ist, wobei bei zusammengebautem Verstellring 32 und Lagergehäuse

24 deren beiden Enden miteinander fluchten. Der Innendurchmesser des Verstellringes 32 ist beim Ausführungsbeispiel größer als der Außendurchmesser der Antriebswelle 17, so daß der Drallregler 11 ohne weiteres auch in mit dickeren Antriebswellen 17 versehene Ventilatoren eingebaut werden kann. Das Lagergehäuse 24 ist an seinem mit der Ringausnehmung 41 bzw. dem Langloch 39 versehenen Ende mit einer Platte 42 verbunden, deren umgebogene Laschen 43 mittels Schlitzen 44 die Arme 19 der Einlaufdüse 12 umgreifen und mit diesen dort fest verbunden sind, wo die Arme 19 am Lager 21 befestigt sind. An seinem der Platte 42 abgewandten Ende ist das Lagergehäuse 24 von einer in der Stirn des Gehäuses versenkten Scheibe 46 abgedeckt, die je nach dem Durchmesser der Antriebswelle 17 gegen eine Scheibe mit einer größeren oder kleineren mittigen Bohrung 47 für die Antriebswelle 17 ausgetauscht werden kann.

Die Leitschaufeln 16, die unprofiliert sind und aus verzinktem Stahlblech bestehen können, besitzen, wie erwähnt, eine radial verlaufende Drehachse 28, zu der die Längsmittelachse 48 der Leitschaufeln 16 um etwa ein bis zwei Grad versetzt ist. Die Richtung der Versetzung ist derart, daß jeweils die von der Drehachse 28 aus gesehen breitere Seite der Leitschaufeln 16 zum Radiallaufrad des Ventilators oder Gebläses zeigt. Dieser Versatz der beiden Achsen 28 und 48 bewirkt, daß die Stellkräfte aufgrund der auf die Schaufelfläche wirkenden Drücke um bis zu etwa 50% geringer sein können als bei symmetrischer Schaufellagerung. Die Anzahl der Leitschaufel 16 des Drallreglers 11 ist abhängig von der Umlauflänge der Einströmdüse 12 bei gegebenem Durchmesser und beträgt vorzugsweise etwa zwischen 5 und 20.

Das Antriebsgestänge 38 ist nach außerhalb des Drallreglers 11 geführt und kann entweder von Hand oder motorisch verstellt werden. Bei zweiseitig saugenden Ventilatoren od. dgl., bei denen in jede Einlaufdüse 12 ein Drallregler 11 eingesetzt ist, können die Verstellgetriebe 14 der beiden Drallregler 11 über ein Zusatzgestänge miteinander verbunden sein, so daß sie gleichmäßig, gegenläufig oder in sonstiger Weise miteinander von einem einzigen Antrieb aus verstellt werden können.

Wie insbesondere aus den F i g. 3 und 4 ersichtlich ist, bewirkt ein Schwenken der Stange 37 des Antriebsgestänges 38 gemäß Doppelpfeil D um die Antriebswelle 17 und um einen bestimmten Winkel ein Verdrehen des Verstellringes 32 relativ zum feststehenden Lagergehäuse 24. Zwischen den beiden Führungsflächen 34 der Schlitze 31 im Verstellring 32 werden die Kugelköpfe 29 der Stellhebel 27 in Umfangsrichtung mitgenommen, was ein Verdrehen der Drehzapfen 23 und damit der Leitschaufeln 16 um die Drehachse 28 bewirkt. Bei dieser Drehbewegung führen die Kugelköpfe 29 innerhalb der Schlitze 31 gleichzeitig eine axiale Bewegung gemäß Doppelpfeil S(Fig.4) aus. Aufgrund der Obersetzung zwischen dem Verstellring 32 und den Leitschaufeln 16 können diese aus ihrer Schließstellung um einen Winkel et bis zu etwa 92° in eine beliebige Offenstellung stufenlos verdreht werden (Fig. 3), wobei nur sehr kleine Verstellkräfte bei einem relativ kleinen Drehwinkel des Verstellringes 32 notwendig sind. Alle Leitschaufeln 16 werden gleichmäßig und miteinander verstellt.

Durch das kompakte, zentral angeordnete Verstellgetriebe 14 ist es möglich, den Drallregler 11 in unterschiedliche Ventilatoren einzubauen, da das Verstellgetriebe als solches dasselbe bleibt und je nach Durchmesser der Einströmdüse gegebenenfalls nur längere Leitschaufeln auf die inneren Drehzapfen gesetzt werden müssen. Da nicht nur die Leitschaufeln 16 sondern auch das Verstellgetriebe 14 in die Einlaufdüse 12 eingebaut werden kann, verändern sich die Ausmaße eines Ventilators durch diesen Drallregler 11 nicht Das Anbringen des Verstellgetriebes 14 an das Lager der Einlaufdüse ist denkbar einfach und gewährleistet insbesondere, daß der Strömungswiderstand nicht erhöht wird, da es in Strömungsrichtung hinter dem Lager liegt und durchmesserkleiner ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Drallregler für axiale Durchströmung bei Ventilatoren, Gebläse od.dgl. von z.B. radialer Bauart, der um annähernd radial ausgerichtete Achsen drehbare Leitschaufeln besitzt, die über fest mit ihnen verbundene Drehzapfen außen an seinem Mantel, z. B. der Einlaufdüse bei einem Radialgebläse, und innen an einem die Rotorwelle umgebenden Teil gelagert sind und an deren innenliegenden Drehzapfen rechtwinklig zu diesen verlaufende Stellhebel befestigt sind, die über einen mn die Achse der Rotorwelle drehbaren Verstellring betätigbar sind, der mit Hilfe eines Stellkörpers verdreht werden kann und mit den Stellhebeln zusammenarbeitende Führungsflächen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zur inneren Lagerung der Leitschaufeln (16) ein zu der Nabe (21) koaxial angeordnetes Lagergehäuse (24) vorgesehen ist, in dessen ringförmigen Ausnehmung (41) der Verstellring (32) mit großen Führungsflächen gleitend gelagert ist, und daß der Verstellring (32) an seiner Außenfläche mit die mit den Stellhebeln zusammenwirkenden Führungsflächen (34) vorgebenden axialen, stirnseitig offenen Schlitzen (31) für die Endabschnitte (29) der Stellhebel (27) versehen ist.

2. Drallregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstellring (32) an seinem von den Stellhebeln (27) abliegenden Ende eine radiale Bohrung (36) und das Lagergehäuse (24) einen mit dieser axial fluchtenden, in Umfangsrichtung verlaufenden Schlitz (39) aufweist und daß der als zum Laufrad radiale Stange ausgebildete Stellkörper (37) in die radiale Bohrung (36) den Schlitz (39) durchsetzend eingesetzt ist, derart, daß die Begrenzungskanten des Schlitzes als Anschläge für die Begrenzung der Stellkörperbewegung dienen.

3. Drallregler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagergehäuse (24) hohlzylindrisch ist und an seinem vom Verstellring (32) abgewandten Ende durch eine Scheibe (46) abgedeckt ist.

4. Drallregler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagergehäuse (24) in Strömungsrichtung des Fördermediums hinter einem Lager (21) für die Rotorwelle (17) angeordnet ist und daß der Außendurchmesser des Lagergehäuses (24) gleich groß wie oder kleiner als der Außendurchmesser des Lagers (21) ist.

5. Drallregler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagergehäuse (24) von einer Platte (42) mit umgebogenen Laschen (43) getragen ist, welche die Außenseite des Lagers (21) übergreifen und an den Armen (19) befestigt sind, über die das Lager (21) vom Ansaugschacht (12) getragen ist.

6. Drallregler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Drehzapfen (22, 23) vorgegebene Drehachse (28) der Leitschaufeln (16) um etwa 1—2° gegen die geometrische Längsachse (48) der Leitschaufeln (16) verkippt ist.

T. Drallregler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der bezüglich der Drehachse (28) breitere Teil der Leitschaufeln (16) zum Rotor (13) weist.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Drallregler für axiale Durchströmung bei Ventilatoren, Gebläse od. dgl. von z. B. radialer Bauart, der um annähernd radial ausgerichtete Achsen drehbare Leitschaufeln besitzt, die über fest mit ihnen verbundene Drehzapfen außen an seinem Mantel, z. B. der Einlaufdüse bei ehiem Radialgebläse, und innen an einem die Rotorwelle umgebenden Teil gelagert sind und an deren innen liegenden Drehzapfen rechtwinklig zu diesen verlaufende Stellhebel befestigt sind, die über einen um die Achse der Rotorwelle drehbaren Verstellring betätigbar sind, der mit Hilfe eines Stellkörpers verdreht werden kann und mit den Stellhebeln zusammenarbeitende Führungsflächen aufweist

Derartige Drallregler dienen in lufttechnischen Anlagen zur stufenlosen Beeinflussung der Ventilatorleistung zur Anpassung an den veränderlichen Volumenstrom- und Druckbedarf, sie werden hierbei insbesondere dort eingesetzt, wo Drosselregler zu verlustreich und Drehzahlregler zu teuer sind.

Bei bekannten Drallreglern erfolgt die Verstellung der Leitschaufeln außenseitig am Mantel durch einen diesen umgebenden Stellring, der über mehr oder minder komplizierte Zwischengestänge oder sonstige Bewegungsübertragungsglieder mit den äußeren Drehzapfen verbunden ist. Dieses außenseitig am Mantel angeordnete Getriebe ist bei allen bekannten Drallreglern relativ ausladend, so daß der benötigte Platz erheblich größer und zum Teil recht kompliziert ist. Des weiteren ist sowohl das Gewicht als auch die aufzuwendende Verstellkraft relativ groß. Für Ventilatoren in Leichtbau-Ausführung sind diese Drallregler deshalb nicht geeignet. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß für jede Ventilator- oder Gebläsebaugröße die Drallregler nicht nur hinsichtlich ihrer Leitschaufellänge sondern auch hinsichtlich des Verstellgetriebes geändert werden müssen, da der Stellring und das betreffende Zwischengetriebe zur Anpassung an die geänderte Saugöffnung einen anderen Durchmesser

■to bzw. andere Hebellängen besitzen muß. Dies ist nicht nur aufwendig, sondern auch teuer.

Es ist auch schon aus der GB-PS 4 96 017 ein Drallregler für Radialgebläse bekanntgeworden, der Leitschaufeln besitzt, die um annähernd radial ausgerichtete Achsen drehbar sind und die über fest mit ihnen verbundene Drehzapfen außen an der Einlaufdüse und innen an einer die Rotorwelle ringförmig umgebenden Teil gelagert sind, wobei an ihren innen liegenden Drehzapfen rechtwinklig zu diesen verlaufende Stellhebei befestigt sind, die über einen um die Achse der Rotorwelle drehbaren Verstellring betätigbar sind, der mit Hilfe eines Stellkörpers verdreht werden kann und mit den Stellhebeln zusammenarbeitende Führungsflächen aufweist. Hierbei liegen der Verstellring und der Lagerring für die inneren Enden der Leitschaufeln axial hinteinander. Bei dieser bekannten Anordnung ist einerseits eine sichere Führung der Teile nicht gewährleistet, andererseits besteht die Gefahr, daß die Strömung des eintretenden Mediums gestört wird und die zur Lagerung und Betätigung der Leitschaufeln dienenden Teile verschmutzt werden.

Es ist weiterhin aus der GB-PS 5 08 284 auch noch eine insbesondere zum Gasabsaugen bei Dampfkraftanlagen vorgesehene Anordnung vergleichbarer Art bekannt geworden, die relativ umständlich herzustellen und zu montieren ist und bei der ebenfalls die Führung der Teile unzuverlässig ist und Strömungsstörungen nicht zu vermeiden sind, wobei noch hinzukommt, daß