Hydraulische Maschine. Die Erfindung betrifft eine hydraulische Maschine mit in einem Aussenkranz gelager ten, nach innen ragenden Schaufeln, zum Beispiel mit einem mit Schaufeln besetzten Laufrad, das von der in einem Rohr strö menden Flüssigkeit beaufschlagt und in Um drehung versetzt wird, oder das die in einem Rohr befindliche Flüssigkeit in Bewegung versetzt, bezw. bei Anordnung auf einem be weglichen Körper diesen relativ zur Flüssig keit bewegt. Gegenstand der Erfindung sind demnach sogenannte Rohrturbinen, Rohr pumpen oder Rohrschrauben.
Bei einer bekannten Ausführung einer Rohrturbine ist das Laufrad der Turbine mit dem Rotor eines Stromerzeugers als Ge- neratorturbine zusammengebaut. Die Schau feln des Turbinenlaufrades ragen hierbei von einem äusseren Laufradkranz nach innen in das Rohr und sind in der Rohrmitte wie die Speichen eines Rades an einer Nabe starr be festigt. Diese bekannte Ausführung hat den Nachteil, dass die Schaufeln des Laufrades nicht verdreht werden können, was jedoch zur Erzielung eines guten Wirkungsgrades in allen Belastungsfällen, wie es von Kaplan turbinen her bekannt ist, von grösster Wich tigkeit ist.
Die Erfindung bezweckt eine derartige Ausbildung solcher Rohrturbinen, Rohrpum pen und Rohrschrauben oder im folgenden kurz hydraulischen Maschinen mit in einem Aussenkranz gelagerten nach innen ragenden Schaufeln., dass die Schaufeln verstellt, zum Beispiel wie bei gaplanturbinen verdreht werden können. Die Erfindung betrifft in speziellen Ausführungsformen ausserdem zweckmässige Vorrichtungen zur Verstellung der Schaufeln.
Gemäss der Erfindung sind die Schaufeln der hydraulischen Maschine in einem Aussen kranz nach innen ragend gelagert, wobei die in die Rohrmitte ragenden Schaufeln drehbar in dem Aussenkranz angeordnet sind und von aussen her verstellt werden können.
Die nach innen ragenden Enden der Schaufeln können in einem in der Rohrmitte und somit in der Laufradmitte konzentrisch angeordneten Nabenkörper derart zusammen gefasst sein, dass sie um ihre Achse gedreht werden können. Es ist dabei möglich, diesen Nabenkörper ohne besondere Lagerung aus zuführen, so dass er nur von den Schaufeln getragen wird, oder aber ihn in einem in der Rohrmitte angeordneten, nach aussen durch Leitbleche abgestützten Gehäuse drehbar zu lagern.
Für die Lagerung des Laufrades er gibt sich hieraus eine mehrfache Möglichkeit. Wenn der Nabenkörper nur von den Lauf radschaufeln getragen wird, ist das Laufrad nur aussen zu lagern. Wenn jedoch der Na benkörper über geeignete Mittel nach aussen abgestützt ist, kann das Laufrad entweder nur von der Naben getragen werden, also in dem die Nabe tragenden Gehäuse gelagert; sein, oder es kann sowohl aussen als auch innen gelagert sein.
Das erwähnte, zur Lagerung des Naben körpers dienende Gehäuse kann in der Rohr mitte als stromlinienförmig ausgebildeter Körper vor dem Laufrad angeordnet sein, so dass dieses konisch bea.ufschlagt wird. Bei dieser Gestaltung einer hydraulischen Ma schine, wie sie insbesondere für Generator turbinen in Frage kommt, wurde davon aus gegangen, dass bei den grösseren Druckhöhen, für die sie vorzugsweise bestimmt sein sol len, wegen der Kavitationsgefahr keine sehr schnelläufigen Räder in Betracht kommen. Dies gilt nämlich für Generatorturbinen in noch höherem Masse als für Turbinen und Pumpen der üblichen Bauart mit getrennt angeordneten Generatoren und Motoren.
weil man bei diesen die Laufräder unter Gegen druck arbeiten lassen kann, indem man sie in das L nterwasser setzt, während das glei che bei den Generatorturbinen mit Rücksicht auf den elektrischen Teil auf gewisse Schwie rigkeiten stösst und deshalb die Crrenze für die Druckhöhe, bis zu welcher man ein Rad bestimmter Schnelläufigkeit noch verwenden kann, bei den Rohrturbinen mit angebautem Generator immer niedriger liegen wird als bei den üblichen hydraulischen Maschinen.
Bekanntlich müssen bei abnehmender Schnelläufigkeit die Räder mit immer grö sserem Drall und immer mehr in radialer Richtung beaufschlagt werden, wie dies sehr anschaulich die ganze Entwicklungsreihe der Turbinen von den höchstschnelläufigen Kaplan- und Propellerturbinen mit ihrer rein achsialen Beaufschlagung und ihrem kleinen Drall über die Francisturbinen mit konischer oder radialer Beaufschlagung bis zu den Peltonfurbinen mit ihrem rein tangential ge richteten Wasserstrahl zeigt.
Für die zwi schen den Francis- und den Kaplan- oder Propellerrädern liegenden Laufräder kommt also konische Beaufschlagung in Betracht und diese erfolgt bei den erfindungsgemässen hydraulischen Maschinen schon wegen einer möglichst umlenkungsfreien Wasserführung.
dann aber auch mit Rücksicht auf den von dem etwa mit dem Laufrad der hydraulischen Maschine zusammengebauten Polrad und mit Rücksicht auf den durch den hierzugehörigen Ständer der elektrischen Maschine bean spruchten Platz zweckmässigerweise nicht mittels einer Spirale, sondern durch den oben erwähnten, zum Lagern des Nabenkörpers dienenden stromlinienförmigen Körper in der Rohrmitte und gegebenenfalls durch entspre chende Ausbauchung des umgebenden Roh res.
Der in der Rohrmitte angeordnete Naben körper ist selbstverständlich in strömungs technisch günstigster Form auszubilden. Durch Anbringung achsialer Leitbleche kann man einer etwaigen Neigung zur Wirbel bildung in der Rohrmitte begegnen. Wenn es in hygienischer Beziehung zweckmässig ist, kann der Nabenkörper auch ganz in Weg fall kommen, so dass die Schaufeln frei tragend in die Laufrad- bezw. Rohrmitte hin einragen.
Da die Schaufeln im allgemeinen an und für sich sektorartig ausgebildet, das heisst aussen breit sind, und sich nach der Mitte zu verjüngen, und die auf sie ausgeübten oder von ihnen ausgeübten Kräfte von aussen nach innen, das heisst vom Rand nach der Mitte des Laufrades bezw. Rohres hin abneh men, so ist die Befestigung der Schaufeln an der Laufradscheibe nicht nur ohne Schwierigkeiten durchführbar, sondern der Befestigung an einer Mittelwelle sogar weit überlegen.
Bei der Innenbefestigung ist näm lich das Biegungsmoment auf die Schaufel bolzen unter sonst gleichen Verhältnissen viel grösser als bei Aussenbefestigung und ausserdem sitzen die Bolzen dabei gerade auf der Seite der Schaufeln, wo diese an sich, das heisst rein hydraulisch genommen, die kleinste Angriffsfläche und den kleinsten Querschnitt haben müssten. Die neue Bau form ist somit in mechanischer oder kon struktiver Beziehung ebenso günstig wie in hydraulischer Beziehung.
Zur Aufnahme der Fliehkräfte ist es ins besondere bei grossen Durchmessern und gro ssen Umfangsgeschwindigkeiten der hydrau lischen Maschine zweckmässig, die Schaufeln in der konzentrischen Nabe derart zu lagern, dass die Schaufeln auf die Nabe Zugkräfte übertragen können. Hierdurch wird erreicht, dass die Fliehkräfte nicht ausschliesslich vom äussern Laufradkranz aufgenommen werden müssen, sondern dass sich die auf gegenüber liegende Teile des Laufrades einwirkenden Fliehkräfte gegenseitig das Gleichgewicht halten. Gegebenenfalls können die Schaufeln am innern Ende mit einem Flansch versehen sein und mittels dieses Flansches in den Na benkörper eingehängt werden.
Es können auch besondere Zuganker vorgesehen sein, die zweckmässig durch die hohl ausgebildeten Schaufeln und Schaufelzapfen hindurch geführt sind, und den Aussenkranz mit dem innern Nabenkörper verbinden.
Bei den erwähnten Ausführungen ohne innere Nabenkörper ergibt sich bei geeigneter Lagerung der Schaufeln die Möglichkeit, diese nicht nur um ihre Achse zu drehen, sondern sie ausserdem derart zu verstellen, dass sich die Lage ihrer Achse selbst ver ändert. Dies kann in einfacher Weise durch kugelige Lagerung der Schaufelbolzen in dem;.\; Laufradkranz erfolgen. Es ist offensichtlich. dass sich durch diese neue Einstellungsmög lichkeit der Schaufeln neue Regelungs- und;: Verstellungsmöglichkeiten für die hydrau lische Maschine ergeben.
Hierbei erfolgt die Verdrehung der Bolzen zweckmässigerweise mit Hilfe eines auf dem Laufradkranz an geordneten Stellringes über entsprechend aus gebildete Lenker, Kardangelenke, Zahnrad- oder andere geeignete kinematische Getriebe bekannter Art.
Bei der erfindungsgemässen Ausbildung der hydraulischen Maschine mit zylindrischen Schaufelzapfen kann die Verstellung der Schaufeln ebenfalls durch einen Stellring er folgen, der auf dem Laufrad konzentrisch zu diesem gelagert ist, und zwar mit dem Lauf- rade umläuft, aber eine Verdrehung um einen gewissen Winkelbetrag relativ zum Laufrad kranz ausführen kann. Mit dem Stellring sind dann die Schaufelzapfen zum Beispiel über Lenker oder Zahnräder verbunden. Die relative Lage des Stellringes zum Laufrad kranz kann mittels eines Differentialgetrie bes oder mittels irgendeines andern gleich wertigen Getriebes beeinflusst werden.
Diese erwähnte Schaufelverstellvorrich- tung hat zwar den Vorteil einer zwang läufigen Führung der Schaufeln und arbeitet deshalb rasch und sicher, aber wegen des grossen Durchmessers des Laufrades und des hieraus sich ergebenden grossen Durchmessers der Zahnkränze sind diese Getriebe nicht im mer ganz einfach auszubilden. Aus diesem Grunde ist es in vielen Fällen angebrachter, die Stellringe statt mittels solcher Getriebe durch Stellmotoren (Servomotoren) zu ver stellen, die auf dem Laufrad angeordnet sind und auf elektrischem oder elektromagne tischem Wege von aussen gespeist werden. Die Steuerung der Stellmotoren kann dabei entweder durch ein ebenfalls auf dem Lauf rad angeordnetes Überwachungsorgan (z. B.
ein Drehzahlmesswerk) oder auf mechani schem Wege, das heisst durch Getriebe, oder auf elektrischem (elektromagnetischem) Wege won aussen erfolgen oder aber auch zum Teil "on aussen, zum Teil durch ein mit dem Lauf rad umlaufendes Überwachungsorgan oder mehrere solche Überwachungsorgane für ver schiedene Betriebsgrössen. Im einfachsten Fall ist der Stellmotor ein auf dem Laufrad angeordneter Elektromotor für Gleich- oder @Techselstrom, der den Stell ring beispielsweise über ein Kegelrad- oder ein Schneckenradgetriebe gegen die Laufrad scheibe verdreht.
Der Elektromotor kann bei spielsweise über Schleifringe von aussen her gespeist und von Hand oder durch eine selbst tätige Regeleinrichtung ein- und ausgeschal tet oder gesteuert werden. Der Sicherheit halber wird man dabei die Stromzufuhr zu den Schleifringen z-,veckmässigerweise über mehrere parallelgeschaltete Bürsten vor nehmen.
Die Steuerung des Stellmotors kann eine einfache Umsteuerung seiner Drehrich tung oder eine stufenweise oder stetige Dreh zahlregelung sein, die in bekannter Weise mit Hilfe von Vorschaltwiderständen, Span- nungsteilern ('gegebenenfalls mit Wälzkon takten), regelbaren Umspannern und ähn lichen Mitteln oder durch periodisches Ein lind Ausschalten vorgenommen -erden kann, wobei die Zahl oder die Dauer der Einschalt perioden die mittlere Drehgeschwindigkeit und damit die Verstellgeschwindigkeit der Laufsehaufeln bestimmt.
Das Steuerorgan, also der Steuerschalter, die Schleifbürste am Vorsehaltwiderstand oder am Spannungsteiler oder die sonst verwendete Steuereinrichtung, kann durch eine starre oder naehgiebige Rückführung (Rüekdrängung) von der je weiligen Stellung der Motorwelle oder der jeweiligen Lage des Stellringes gegenüber der Laufradscheibe abhängig gemacht "-erden, wie dies bei hochwertigen Regeleinrichtungen allgemein gebräuchlich ist.
Statt dessen kann man aber bekanntlich auch die Änderungs- geschwindigkeit der steuernden Betriebs grösse, also beispielsweise der Drehzahl, zur Stabilisierung der Regelvorgänge heran ziehen. Das Steuerorgan, die Rückführung, das Messwerk für die Änderungsgesch\vindig- keit der steuernden Betriebsgrösse können dabei auch mit auf dem Laufrad oder aussen oder zum Teil auf der Maschine, zum Teil aussen angeordnet und durch Getriebe oder auf elektrischem @\'ege miteinander verbun den werden.
Die beschriebene rein elektrische Lauf schaufelverstellvorrichtung ist verhältnis mässig einfach ausführbar, doch wird es im allgemeinen zweckmässiger sein, zwischen den Elektromotor und den Stellring einen eben falls auf der Laufradscheibe angeordneten hydraulischen Hilfsmotor einzuschalten. das heisst den Elektromotor beispielsweise eine Ölpumpe antreiben und diese über ein Steuer ventil auf einen Hilfsmotorkolben arbeiten zu lassen, der den Stellring gegen die Lauf radscheibe verdreht.
Die Zwischenschaltung eines solchen hydraulischen Hilfsmotors hat nämlich bekanntlich verschiedene Vorteile, und zwar erstens den, dass mit Hilfe des Steuerventils die Verstellgeschwindigkeit in sehr einfacher und vollkommener \'eise ste tig verändert werden kann, zweitens, dass zur Verbindung des Hilfsmotorkolbens mit dem Stellring nur ein einfaches Gestänge erfor derlich ist. beispielsweise von der Art.
wie sie bei Francisturbinen allgemein angewen det werden, und dass drittens in einem Wind kessel die zum Schliessen der Laufradschau- feln oder -flügel und damit zum Abstellen der Maschine erforderliche. Energie aufge speichert werden kann. Besonders dieser letz tere Punkt ist wichtig, weil die Energie zufuhr zum Elektromotor von aussen einmal sbleiben kann und in diesem Falle, genau <B>i</B> tiu wie bei den Reglern üblicher Bauart im Falle eines Riemenbruches, eine unzulässige Dreh zahlsteigerung der Maschine mit Sicherheit verhütet werden muss.
Für die Steuerung des hydraulischen Stellmotors, bei dem das Steuerventil das Steuerorgan darstellt, gilt sinngemäss das bei dem Beispiel mit dem elektrischen Stellmotor bereits gesagte, doch ist es klar, dass man das Steuerventil wohl immer beim Stellmotor auf dem Laufrad anordnen wird, da. eine Öl zufuhr zum Laufrad von aussen mit erheb lichen Schwierigkeiten verbunden wäre.
Welche Teile der gesamten Laufschaufel verstell- und -regeleinrichtung man im übri- @@en auf dem Laufrad und welche man aussen anordnen wird, hängt - gleichgültig, ob man einen rein elektrischen oder einen elektro- hydraulischen 'Stellmotor verwendet --- von verschiedenen Umständen, insbesondere von der Zahl der insgesamt erforderlichen Ver bindungen zwischen den festen und den umlaufenden Teilen ab und richtet sich na türlich auch darnach,
um welche Art von Maschinen es sich handelt und welche Anfor derungen man an die Laufschaufelverstell- und -regeleinrichtung stellt. Im folgenden sollen die Verhältnisse wieder für den Fall einer Generatorturbine besprochen werden, weil dies nicht nur der am häufigsten vor kommende, sondern zugleich auch der schwie rigste Fäll ist.
Ganz allgemein gesprochen wirken auf das Steuerorgan einer Regeleinrichtung üb licher Bauart für eine zur Stromerzeugung dienende Kraftmaschine, das heisst also auf das Steuerventil oder den Vorsteuerstift eines hydraulischen Reglers, wie er ja meistens ver wendet wird, eine ganze Anzahl verschie dener Einflüsse, teils von der gesteuerten Maschine selbst, teils von aussen her ein.
Be kanntlich wird bei einem solchen Drehzahl regler üblicher Bauart die Stellung des Steuerorganes erstens durch das Drehzahl pendel, zweitens durch die irgendwie aus gebildete Rückführung (Rückdrängung) oder statt dessen durch die Änderungsgeschwin digkeit der Drehzahl, drittens durch die Drehzahlverstellvorrichtung, die neuerdings häufig zur Fernsteuerung des Reglers mit benützt wird, und viertens meist noch durch eine Offnungsbegrenzungsvorrichtung be stimmt.
Bei Turbinen mit Lauf- und Leit- schaufelverstellvorrichtung steht der Regler für die Laufschaufelverstellvorrichtung ge wöhnlich auch in irgendeiner Verbindung mit dem Regler für die Leitschaufelverstell- v orrichtung und ausserdem haben die meisten Regler dann auch noch eine Sicherheitsein richtung für Riemenbruch, die im Falle ihres Eingreifens ebenfalls auf das Steuerorgan einwirkt.
Die Zeichnungen zeigen den Erfindungs gegenstand in beispielsweisen Ausführungs formen für Rohrturbinen. Vig. 1, 2 und 5 zeigen Schnitte nach der Rohrachse; Fig. 3, 4, 6 und 7 zeigen Einzelheiten; Fig. 8 und 9 zeigen schematisch eine Re guliervorrichtung.
Die Fig. 1 zeigt eine hydraulische Ma schine erfindungsgemässer Art mit nach innen in ein Druckwasserrohr ragenden Schaufeln. An das Rohrmittelstück 1 dieser Generator turbine ist oben das Druckrohr 2 und unten das Saugrohr 3 angeflanscht. Gehalten wird das Rohrmittelstück durch einen obern Arm stern 4 und einen untern Armstern 5, die ihrerseits mit dem Ständer 6 des Generators und dem Fundament befestigten Sockel 7 ver bunden sind. Die Laufradscheibe oder der Laufradkranz ist mit 8 bezeichnet. Er trägt innen die Schaufeln 9 mit ihren Drehbolzen 10 und aussen die Pole 11 des Generators.
12 ist das vereinigte Längs- und Querlager für den Laufradkranz, dessen feststehender Teil mit dem obern Armstern verbunden ist. 13 sind Laby rinthdichtungen und 14 Dich tungsringe. Auf der Laufradscheibe ist der Stellring 15 drehbar gelagert, der über Len ker 16 die Bolzen 10 und damit die Schau feln 9 verdreht und der selbst über einen an seiner Unterseite angebrachten Zahnkranz 15a durch den elektrischen oder elektro hydraulischen Stellmotor 17 gegen die Lauf radscheibe verdreht wird.
Die Schleifringe für die Zuführung des Erregerstromes sowie der Antriebsleistung und gegebenenfalls der Steuerventile für den Stellmotor 17 sind mit 18 bezeichnet.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausfüh rungsbeispiel sind die Schaufeln 9 und ihre Drehbolzen 10 durchbohrt und durch diese Bohrungen hindurch sind die Zuganker 19 hindurchgeführt, die den Laufradkranz mit dem in der Mitte des Rohres angeordneten, stromlinienförmig ausgebildeten Nabenkörper 20 verbinden. Die Verbindung erfolgt da durch, dass die Zuganker in den Nabenkörper hineingeschraubt und am .äussern Laufrad kranz mittels der in Aussparungen sitzenden Muttern 21 befestigt sind.
Der Nabenkörper 20, die Zuganker 19 und die Muttern 21 bilden zusammen eilten Speicliensterii, niit dem man dem Laufradkranz eine innere Ver- spannung gibt und ihn so von den auf ihn wirkenden Fliehkräften entlastet. Ausserdem wird durch diese Zuganker und den Naben körper das Entstehen von Schwingungen der innern Schaufelenden erschwert.
Gegebenenfalls ist es zweckmässig an dem Nabenkörper achsiale Leitflächen 2-22 anzu bringen, wie dies in der Fig. 3 gezeigt ist. Diese Dlassnahnie dient zur Vermeidung von Wirbelbildung in der Rohrmitte, wenn dies nicht schon durch den stromlinienförmig aus gebildeten Nabenkörper erreicht wird.
Der Einbau eines Speichensterns mit durch die Schaufeln hindurchgeführten Zug ankern (Speichen) weist allerdings den Nach teil auf, dass die Schaufeln stärker als an sich notwendig ausgeführt werden müssen, damit sie die Zuganker aufnehmen können. Es kann sich daher empfehlen, die Speichen nicht durch die Schaufeln und ihre Dreh- tolzen hindurch bis zum äussern Laufrad kranz zu führen, sondern an der Nabe nur kurze Speichenstummeln 23 anzuordnen, die in die Schaufelenden eingreifen. Es können auch die Schaufeln innen mit einem kurzen Schaft 24 versehen werden, der in entspre chenden Bohrungen des Nabenkörpers dreh bar gelagert ist.
Der erstere Ausführung ist in Fig. 3 und die letztere in Fig. 4 darge stellt. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist an dem kurzen Schaft 24 noch ein Flansch 25 befestigt, um so eine kraft schlüssige Verbindung zwischen Nabenkörper und Schaufel herzustellen. Ausserdem wird auf diese Weise eine bessere Lagerung der innern Schaufelbolzen im 'Tubenkörper, der hierbei nur von den Schaufeln gehalten wird, erreicht.
Zur Schmierung der ineinanderglei- tenden Flächen der Schaufeln 9 und der Spei chenstummeln 23 bez-,v. des Schaftes 24 und des Flansches 25 im Nabenkörper sind durch die Drehbolzen und durch die Schau feln dünne Kanäle 26 hindurchgeführt, durch die das Schmieröl zugeführt wird.
Ähnlich wie am innern Schaft 24 sind auch an den Drehbolzen 10 der Schaufeln bei dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungs beispiel Flansche 27 angebracht. Auf diese Weise können die Schaufeln mit ihren beider seitigen Drehbolzen und den Flanschen zur innern Verspannung des Laufradkranzes her angezogen werden. In der Regel wird es sich hierbei allerdings nur darum handeln kön nen, eine zusätzliche Sicherheit gegen ausser gewöhnlich hohe Beanspruchungen des Lauf radkranzes zu schaffen, wie sie beispielsweise bei Generatorturbinen im Falle einer plötz lichen Abschaltung des Generators vom Netz infolge starken Ansteigens der Drehzahl auf treten.
In dem weiteren in Fig. 5 gezeigten Aus führungsbeispiel wird der in der Rohrmitte vorgesehene Nabenkörper 20 nicht von den in dem aussengelagerten Laufradkranz an geordneten Schaufeln getragen, sondern er ist in einem in der Rohrmitte vor dem Laufrad eingebauten Gehäuse 28, das über Leitbleche 29 gegen die erweiterte Rohrwan dung 30 abgestützt ist, drehbar gelagert.
Zu diesem Zweck ist der Nabenkörper nach oben in eine Welle 31 verlängert, die in entspre chenden Lagern 32 des Gehäuses 28 läuft. Bei dem in Fig. 5 gezeichneten Beispiel ist das Laufrad aussen überhaupt nicht gelagert. sondern es wird allein von dem Nabe.nkörper 20 über die Schaufeln<B>1)</B> getragen. Selbst verständlich könnte aber das Laufrad ähn lich wie es in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist auch aussen gelagert sein.
Das Gehäuse 28 ist stromlinienförmig ausgebildet und ermöglicht eine konische Be- aufschlagung der Laufradschaufeln, wie es gemäss den weiter oben gegebenen Ausfüh- rungen für bestimmte Fälle besonders gün stig ist.
Zwischen den Leitschaufeln oder Abstütz- flächen 29 und den Laufradschaufeln 9 sind noch verstellbare Leitschaufeln 33 angeord net.
Der bereits -eiter oben erwähnte Fall, dass die Laufradschaufeln in der Rohrmitte über haupt nicht miteinander in Berührung stehen und dass auch kein Nabenkörper sie mitein ander - wenn auch drehbar - verbindet. ist in Fig. 1 dargestellt. Bei dieser Ausführung können die Schaufeln 9 im Laufradkranä 8 kugelig gelagert sein, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist. Die Schaufelzapfen sind bei 34 kugelig ausgebildet und in einer entspre chenden Höhlung des Laufradkranzes ge lagert.
An den kugeligen Zapfen 34 schliesst sich noch ein zylindrischer Schaufelbolzen 35 an, der in nicht näher dargestellter Weise mit der Verstellvorriehtung in Verbindung stellt.
Die Verstellung der Laufradschaufeln mittels eines Stellringes und eines Differen tialgetriebes ist in Fig. 2 dargestellt. Der Laufradkranz 8 ist mit einem Zahnkranz 36 versehen, über den. ein Kegelrad 3 7 mit im Maschinenrahmen 5 ortsfest gelagerter Welle 38 angetrieben wird, während ein am Stell ring 15 angebrachter Zahnkranz 39 das Ke gelrad 40 antreibt, in dem die beiden andern Kegelräder 41 und 42 des Differentialgetrie bes umlaufen. Von den beiden weiteren Ke gelrädern des Differentialgetriebes sitzt das eine Kegelrad 43 fest auf der Welle 38 und das andere 44 auf einer eigenen Welle 45.
Wenn die Übersetzungsverhältnisse richtig gewählt sind, das heisst wenn bei gleichem Durchmesser der vier Kegelräder 41. 42, 43, 44 das Kegelrad 37 mit doppelter Drehzahl umläuft wie das Kegelrad 40, dann dreht sich die Welle 45 nicht. Mittels eines Hebels 46 kann sie von Hand oder durch eine ge eignete Steuervorrichtung verdreht werden, wodurch eine Relativbewegung des Stellrin ges 15 erzielt wird.
Eine weitere Ausführungsmöglichkeit der Schaufelverstellung ist in Fig. 7 dargestellt. Der Laufradkranz 8 trägt hier wiederum einen Zahnkranz 47 und der auf dem Lauf rad gelagerte Stellring 15 einen Zahnkranz 48. Der Stellring 15 weist ausserdem noch einen weiteren Zahnkranz 49 auf, in dem die auf den Schaufelbolzen 10 festgekeilten Ke gelräder 50 eingreifen, so dass bei einer Ver drehung des Stellringes die Schaufeln ver dreht werden. Auf dem Zahnrad 47 rollt ein Zahnrad 51 ab, das auf einer bei 52 ge lagerten Welle 53 festgekeilt ist. Diese Welle ist mit spiralig ausgebildeten Keilen oder mit steilgängigen Schraubengängen 54 versehen.
Das Zahnrad 55, das in die Verzahnung 48 des Stellringes 15 eingreift, ist mit entspre chendem Muttergewinde versehen, und kann daher auf der Welle 53 hin und her ge schoben werden. Da der Zahnkranz 48 des Stellringes und der Zahnkranz 47 des Lauf kranzes 8 gleichen Durchmesser haben und mit gleicher Winkelgeschwindigkeit umlau fen, rollen auch die beiden Zahnräder 51 und 55, die ebenfalls gleichen Durchmesser auf- weisen, mit gleicher Drehzahl auf den Zahn kränzen ab, ohne dass sich das Zahnrad 55 auf der Welle 53 verschiebt.
Eine Verschie bung des Zahnrades 55 nach oben oder unten mittels einer Gabel 56 bewirkt eine Verdre hung des Stellringes 15 relativ zum Laufrad kranz, und zwar in der einen oder andern Richtung. Die Betätigung der Gabel 56 kann wieder von Hand oder durch irgendeine Steuervorrichtung erfolgen.
An Stelle des in Fig. 1 gezeigten Stell motors 17, der als Elektromotor mittels eines Ritzels direkt auf den Stellring einwirkt, kann, wie weiter oben bereits ausgeführt wurde, auch ein kombinierter elektrisch hydraulischer Stellmotor Verwendung finden. Eine derartige Ausführung ist in Fig. 8 dar gestellt. Der von aussen über Schleifringe ge speiste Elektromotor ist wieder mit 17 be zeichnet. Er treibt eine Pumpe 57, die aus dem Behälter 58 Druckluftflüssigkeit in den Windkessel 59 fördert.
Aus diesem gelangt die Druckflüssigkeit über ein Steuerventil 60 üblicher Ausführung zum hydraulischen Hilfsmotor 61. An der Kolbenstange 62 des Servomotorkolbens 63 ist ein am Laufrad kranz 8 gelagerter Winkelhebel 64 angelenkt, dessen anderer Arm über eine Schubstange 65 mit dem Stellring in Verbindung steht. Zur Steuerung des Steuerventils 60 dient ein Schwungkörper 66, der an dem Steuer gestänge 67 angreift. Zur Rückführung des Steuerventils ist das Steuergestänge über das Gestänge 68 noch mit dem Servomotorkolben verbunden.
Der Schwungkörper 66 wird durch die Fliehkraft, also in Abhängigkeit von der Drehzahl gegen die Traft einer Fe der 69 mehr oder weniger nach aussen ge drängt, so dass abhängig von der Drehzahl die Laufradsehaufeln verstellt werden.
Die Verstellvorrichtung für die Laufrad schaufeln kann ausserdem noch durch eine Drehzahlverstellvorriehtung beeinflusst wer den, etwa in der Weise, dass die Federbela stung 69 des Schwungkörpers 66 durch einen Drehzahlverstellmotor beeinflusst wird.
Der Drehzahlverstellmotor ist in der Fig. 8 mit 70 bezeichnet. Er wird von aussen über Schleifringe gespeist. Der Drehza,hlver- stellmotor treibt ein kleines Ritzel 71, das bei seiner Verdrehung den auf einer Gewinde spindel 72 angeordneten Federteller 73 mit Aussenverzahnung verstellt und dadurch die Feder 69 mehr oder weniger anspannt.
In ähnlicher Weise wie das Steuerventil 60 bei diesem Ausführungsbeispiel von einem Schwungkörper und einem Drehzahl verstellmotor beeinflusst wird, könnte es auch auf elektromagnetischem Wege beein- flusst werden, und zwar in der Weise, dass ein über Schleifringe gespeister Elektromag net 74 einem mit dem Steuergestänge ver bundenen Ankerkörper 75 gegen die Kraft einer Feder 7 6 mehr oder weniger anzieht, wie dies in Fig. 9 dargestellt ist.
Die Steuerung des Stellmotors, also etwa des Steuerventils 60 des Servomotors kann auch auf rein mechanischem Wege von aussen erfolgen, und zwar in geeigneter Weise wie derum mittels eines Differentialgetriebes, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Bei dieser Aus führung. müsste das eine grosse Zahnrad 37 des dort gezeigten Getriebes ebenfalls auf einem Zahnkranz des Laufrades abrollen, während das zweite grosse Zahnrad 40 auf einem auf dem Laufrad gelagerten Stellring abrollen müsste, der bei einer Verdrehung des Hebels 46 gegenüber dem Laufrad v < :rscho- ben würde und dabei über ein Steuergestänge das Steuerventil 60 verschieben würde.
Da sich eine derartige Ausführung grundsätzlich aus den beiden Ausführungen nach den Fig. 2 und 8 zusammensetzt, soll davon abgesehen werden, sie in einer besonderen Figur darzu stellen.