Lagerung für Verstellschaufeln axialer Kreiselmaschinen Die Erfindung
betrifft eine Schaufellagerung für axial durchströmte Kreiselmaschinen mit im Anstellwinkel
verstellbaren Schaufeln und besteht darin, daß die Schaufelfußzapfen mit
je einem sie an diesem abdichtenden elastischen Ring in das Nabengehäuse
eingesetzt sind, der zwischen Gehäuse und Fußzapfen fest eingespannt ist, so daß
er mit einer die Drehbewegung der betreffenden Schaufel in einer Richtung bewirkenden
oder diese unterstützenden Vorspannung versehen werden kann. Mit einer derartigen
Lageranordnung ist es möglich, einerseits eine einwandfreie Abdichtung zwischen
Schaufelfuß und Nabengehäuse zu erzielen und andererseits gleichzeitig den Servomotor
für die Schaufelverstellung oder die Handverstellungseinrichtung einfacher auszuführen,
indem die Vorspannung des elastischen Ringes zur Unterstützung der Verstellkräfte
herangezogen wird bzw. diese in der einen oder anderen Verstellrichtung ganz bewirkt.
So kann z. B. die erfindungsgemäße Schaufellagerung derart ausgelegt werden, daß
die Vorspannung des elastischen Ringes nach Verstellung der Schaufeln zu deren Rückstellung
in die neutrale Stellung dient.Bearing for adjustable blades of axial gyroscopic machines The invention relates to a blade bearing for axially perfused gyroscopic machines with blades adjustable in the angle of attack and consists in the fact that the blade root pins are inserted into the hub housing with an elastic ring sealing them on this each, which is firmly clamped between the housing and the root pin, so that it can be provided with a bias which brings about the rotational movement of the blade in question in one direction or which supports it. With such a bearing arrangement it is possible, on the one hand, to achieve a perfect seal between the blade root and the hub housing and, on the other hand, to simplify the servomotor for the blade adjustment or the manual adjustment device by using the preload of the elastic ring to support the adjustment forces or this in one or other adjustment direction completely effected. So z. B. the blade mounting according to the invention can be designed such that the bias of the elastic ring is used after adjustment of the blades to return them to the neutral position.
Es ist des weiteren auch möglich, die Vorspannung des elastischen
Ringes so anzusetzen, daß diese bei Verstellung der Schaufeln aus der neutralen
Stellung die Verstellkräfte des Servomotors bzw. diejemgen der Handverstellung unterstützt.
Was die Eigenschaft des elastischen Ringes als einwandfreie Dichtung betrifft, so
besitzt dieser durch seine Einbauweise außer der genannten Verdrehspannung bzw.
Vorspannung zur Unterstützung bzw. Bewirkung der Verstellkräfte auch eine axiale
und eine radiale Spannung. Der elastische Ring wird dadurch geeignet, bei entsprechender
Bemessung die Verdrehung des Schaufelzapfens infolge innerer Verformung mitzumachen,
wobei durch die axiale und radiale Spannung ein Gleiten seiner Berührungsflächen
am Schaufelzapfen bzw. in der Propellernabe und somit jeglicher Verschleiß des Dichtmaterials
sowie daraus resultierende Undichtigkeit vermieden wird. Es ist dabei zweckmäßig,
wenn der Ring einen z. B. rhomboidförmigen Querschnitt erhält, jedenfalls aber einen
solchen Querschnitt, der bewirkt, daß auch die radiale Spannung durch die in der
Achsrichtung des Schaufelzapfens verlaufende Zusammendrückung hervorgerufen wird.
Dies erlaubt, die bei bekannten Schaufeldichtungen erforderliche Voraussetzung,
wonach der innere Durchmesser der Dichtung kleiner als der Schaufelzapfendurchmesser
und sein Außendurchmesser größer als die Bohrung in der Nabe sein müßte, außer acht
zu lassen. Auch ergibt sich darüber hinaus der Vorteil, daß der Ring sehr leicht
montiert werden kann. Es ist zwar schon eine Verstellschaufellagerung von Kreiselmaschinen
bekanntgeworden mit einem Dichtring ähnlichen Querschnittes wie beim Gegenstand
der Erfindung. Der bekannte Dichtring ist jedoch im Vergleich zu dem von ihm abzudichtenden
Drehschaufelfußzapfen, was den Querschnitt betrifft, derart gering bemessen, daß
er für eine Verstellung der je-
weiligen Drehschaufel oder auch nur zur Unterstützung
deren Drehbewegung ungeeignet wäre, abgesehen davon, daß bei der bekannten Ausführung
nicht die Erzielung einer so großen radialen Spannung offenbart ist, daß ein ausreichender
Reibungsschluß und die Möglichkeit einer federnden Drehvorspannung entsteht.It is also possible to apply the pretensioning of the elastic ring in such a way that it supports the adjustment forces of the servomotor or those of the manual adjustment when the blades are adjusted from the neutral position. As far as the property of the elastic ring as a perfect seal is concerned, as a result of its installation, in addition to the above-mentioned torsional stress or prestress to support or effect the adjustment forces, it also has an axial and a radial stress. The elastic ring is therefore suitable, if dimensioned accordingly, to take part in the rotation of the blade pin as a result of internal deformation, whereby the axial and radial tension prevents its contact surfaces from sliding on the blade pin or in the propeller hub and thus any wear and tear of the sealing material and the resulting leakage. It is useful if the ring has a z. B. rhomboid-shaped cross-section, but in any case such a cross-section that causes the radial tension is caused by the compression extending in the axial direction of the blade pin. This allows the requirement required in known blade seals, according to which the inner diameter of the seal should be smaller than the blade journal diameter and its outer diameter larger than the bore in the hub, to be ignored. In addition, there is also the advantage that the ring can be mounted very easily. It is true that an adjustable vane bearing for centrifugal machines has become known with a sealing ring with a similar cross-section as in the subject matter of the invention. The known sealing ring, however, is so small in cross section compared to the rotary vane root pin to be sealed by it that it would be unsuitable for adjusting the respective rotary vane or even just to support its rotary movement, apart from the fact that in the known Execution does not disclose the achievement of such a large radial tension that a sufficient frictional engagement and the possibility of a resilient rotational preload arises.
Die Abb. 1 zeigt schematisch die Nabe einer Propellerpumpe
od. dgl. mit einer der nach der Erfindung gelagerten Verstellschaufeln
1. Die Schaufel ist dabei in ihrer äußersten Arbeitsstellung dargestellt.
Gestrichelt angedeutet ist die neutrale Stellung der Schaufel, in welche diese nach
Freigabe durch den Verstellmechanismus unter Einwirkung der Rückstellkraft des elastischen
Ringes 11 zurückgedreht wird. Die Verstellschaufel ist, wie diese Abbildung
weiter zeigt, in der Laufradnabe 2 mittels des Schaufelfußzapfens 3
einaesetzt.
Dieser letztere ist dabei mit seinem unteren Teil in einer Buchse 4 gelagert (Abb.
2) und mit einer Kurbelscheibe, mittels welcher die Verstellung der Schaufeln erfolgt,
fest verbunden. Die Kurbelscheibe 5
greift mit ihrem Kurbelzapfen
6 dabei zwischen Scheiben 7, 8, die auf der Verstellstange
9 sitzen und über diese die Verbindung mit dem Servomotor 10 darstellen.Fig. 1 shows schematically the hub of a propeller pump or the like with one of the adjustable blades 1 mounted according to the invention. The blade is shown in its outermost working position. The neutral position of the shovel, into which it is turned back after being released by the adjusting mechanism under the action of the restoring force of the elastic ring 11 , is indicated by dashed lines. As this figure further shows, the adjustable blade is inserted in the impeller hub 2 by means of the blade root pin 3. This latter is supported with its lower part in a bush 4 (Fig. 2) and firmly connected to a crank disk, by means of which the blades are adjusted. The crank disk 5 engages with its crank pin 6 between disks 7, 8, which sit on the adjusting rod 9 and represent the connection with the servomotor 10 via these.
Die Abb. 2 zeigt vergrößert im Schnitt die Befestigung der erfindungsgemäßen
Lagerung. Zwischen
dem oberen Teil des Schaufelfußzapfens
3 und der an dieser Stelle vergrößerten Nabenbohrung sitzt der elastische
Ring 11, der beim Einbau der Schaufel in axialer Richtung zusammengedrückt
wird, so daß an seinen horizontalen und vertikalen Sitzflächen in der Nabe und am
Schaufelfußzapfen eine Pressung entsteht. Durch diese Pressung, die einer axialen
und radialen Spannung entspricht, wird bei entsprechender Bemessung jegliches Gleiten
des Ringes 11 während der Schaufelverstellung vermieden. Die von dem Ring
erzeugte Axialkraft- drückt die Planfläche der Kurbelscheibe 5 an die Auflagefläche
einer Lagerbuchse 4, so daß auch die bei dieser vorhandene Kantenpressung, welche
durch an der Schaufel wirkende Querkräfte entsteht, verringert wird.Fig. 2 shows enlarged in section the attachment of the storage according to the invention. Between the upper part of the blade root pin 3 and the enlarged hub bore at this point sits the elastic ring 11, which is compressed in the axial direction when the blade is installed, so that pressure is created on its horizontal and vertical seating surfaces in the hub and on the blade root pin. Due to this pressure, which corresponds to an axial and radial tension, any sliding of the ring 11 during the blade adjustment is avoided with appropriate dimensioning. The axial force generated by the ring presses the plane surface of the crank disk 5 against the bearing surface of a bearing bush 4, so that the edge pressure present in this, which is created by transverse forces acting on the blade, is also reduced.
Die Abb. 3 zeigt gegenüber der Abb. 2 den elastischen Ring
11 im entspannten Zustand nach teilweisein Herausziehen der Verstellschaüfel
1 mit ihrem Schaufelfußzapfen 3 aus der Nabenbohrung.Compared to Fig. 2, Fig. 3 shows the elastic ring 11 in the relaxed state after the adjustable blade 1 with its blade root pin 3 has partially been pulled out of the hub bore.