DE1428075A1

DE1428075A1 - Einrichtung zur mechanischen Laufschaufel-Verstellung bei axialen Stroemungsmaschinen,insbesondere Axialgeblaesen

Info

Publication number: DE1428075A1
Application number: DE19621428075
Authority: DE
Inventors: Rupp Dipl-Ing Alban; Kurt Nickel; Hans Schilder
Original assignee: Dinglerwerke AG
Current assignee: Dinglerwerke AG
Priority date: 1962-12-21
Filing date: 1962-12-21
Publication date: 1969-02-06
Also published as: US3169582A; GB1047950A

Description

DIPL.-ING. K. UMBRECHT

DIPL.-ING. E. UMBRECHT _Λ . _ - _ 66 SAARBRÜCKEN, dan -^«.8.1968

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Postscheckkonto Saarbrücken 21287 Bankkonten:

Allflem. Elsässlsdie Bankgesellschaft Saarbrücken 94004 Gebr. Röchllng Bank Völkllngen +6269 Sparkasse der Stadt Saarbrücken 46426

Aktenzeichen; P 14 28 075»2

Dinglerwerke Aktiengesellschaft, Zweibrücken

"Einrichtung zur mechanischen Laufschaufel-Verstellung bei axialen Strömungsmaschinen, insbesondere Axialgebläsen¹¹

Die Laufräder axialer Strömungsmaschinen, wie beispielsweise Axialgebläsen, Turbinen, Pumpen o.dgl«, werden zur Anpassung an die unterschiedlichen Belastungen gewöhnlich mit verstellbaren Laufschaufeln ausgerüstet. Eine solche Verstellung ist vor allem während des Betriebes der Maschinen erwünscht»

Einrichtungen zur mechanischen Laufschaufe!verstellung sind vielfältig bekannt. Sie haben aber den Nachteil, daß sowohl die jeweils aufzubringende äußere Verstellkraft als auch die inneren Drehmomente, die an den Flügeln infolge der Fliehkraftwirkung angreifen, die Lager der ¥elle des Laufrades zusätzlich belasten. Eine solche Zusatzbelastung erhöht den Verschleiß und kürzt die Lebensdauer der Lager beträchtlich ab. Dies ist besondere deshalb nachteilig, weil die Lager meist ohnehin, die schwächste Stelle für die Lebensdauer der Maschine sind und die Maschinen ohne Unterbrechung auf lange Dauer laufen

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muss en ο Weiterhin, lassen, die bekannten Bauarten eine spannungsfreie Aufhängung der in die Maschinen einmündenden Verstellorgane bzw. einen spannungsfreien Anschluß an diese nicht zu. Ein Teil der Verstellorgane sitzt am feststehenden Maschinengehäuse oder auf einem Fundament, während die zu verstellenden Laufschaufeln einen Teil des Laufrades bilden. In der Praxis haben sich Abnutzungserscheinungen und Fundamentversetzungen eingestellt, die zu Blockierungen führen»

Die Erfindung löst die Aufgabe, daß weder die notwendigen Verstellkräfte noch die inner^e5)rehmomente, die an den Flügeln infolge der Fliehkraftwirkung angreifen, das oder die Lager der Yelle des jeweiligen Flügelrades zusätzlich belasten^und die Verstelleinrichtung spannungsfrei an die Maschine angeschlossen werden kann.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Verstellkräfte über den Mechanismus des Verstellaggregates, das über einen Verstellbolzen und ¥älzlager mit dem Laufrad und der Verstellscheibe verbunden ist, über den Verstellbolzen in die Verstellscheibe eingeleitet und über die in der Verstellscheibe geführten und im Laufrad gelagerten Flügelholme, das Laufrad und die Laufradlagerung zum Verstellaggregat zurückgeführt wird« Damit wird die andernfalls zusätzliche Belastung der Lagerung der Laufradwelle durch diese Verstellkräfte mit den damit verbundenen, erheblichen Nachteilen, wie Warmlaufen und frühzeitige Abnutzung der Lagerung mit Sicherheit vermieden und gleichzeitig^erreicht, daß die Stellung der Laufschaufeln

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'eine Funktion der Stellung des äußeren Anschlußteiles der VerstellÖrgane ist, so daß die Laufschaufelverstellung außerhalb der Maschine angezeigt und auch fernübertragen werden kann·

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung in ihrer Anwendung auf ein Axialgebläse in 3 Figuren dargestellt. Es zeigen:

Fig· I einen Querschnitt durch ein Laufrad eines Axialgebläses mit einer Laufschaufel im unteren Teil und dem Verstellraechanisnius, wie er für Maschinen mittlerer und größerer Leistungen anwendbar ist,

Fig. 2 eine Laufschaufel in Draufsicht und eine schematische Darstellung des Angriffes der Verstellorgange,

Fig. 3 einen Querschnitt durch ein Laufrad eines

Axialgebläses nach Art der Fig· I mit einem Verstellmechanismus, wie er für Maschinen kleiner bis mittlerer Leistungen geeignet ißt»

Das Flügelradgehäuse 1 (Fig. 1 und 3) ist auf die Welle 2 fest aufgesetzt» Mit 3 ist der drehbare Holm der Laufschaufel 4 bezeichnet, der sich in den abgewinkelten Hebel 5 fortpflanzt, der mit dem aufgesteckten Kulissenstein 6 in eine Stellnute der

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Verstellscheibe 7 eingreift.

In Figo 1 ist die Verstellscheibe 7 mittels des Kugellagers 8 auf dem Verstellbolzen 9 drehbar gelagert, der in axialer Richtung verschiebbar ist„ Die Verschiebung des Bolzens wirkt sich in einer Verdrehung der Laufschaufeln k in einem verhältnismäßig großen ¥inkelbereich aus (Fig. 2)_β Der Verstellbolzen 9 (Fig.l), der zu den nicht mitrotierenden Teilen des Flügelgehäuses gehört, ist in der Nabe 10, die einen Teil des Stellwinkelgehäuses 11 bildet, in Achsrichtung verschiebbar gelagert. Die Nabe 10 und das Gehäuse 11 sind über das Kugellager 12 kraftschlüssig mi.t dem Flügelradgehäuse 1 verbunden. Der Verstellbolzen 9 endigt im Kopf 13, an welchem die Winkelhebel 14 angreifen, die mittels der Bolzen 15 im Stellwinkelgehäuse drehbar gelagert sind und zu den Muttern 16 der Rollen- oder Kugelspindel 17 führen, an welche sich die Gelenkwelle 18 anschließt, die vom Schutzgehäuse 19 umgeben ist. Die Spindel 17 ist durch den Schlitz 20 des Verstellhebels 9 frei hindurchgeführt .

Beim Verstellen der Laufschaufeln h greift ein äußeres Drehmoment an der Gelenkwelle 18 an, durch deren jeweilige Stellung die LaufschaufeIstellung angezeigt werden kann, und ruft über die Spindel 17, die Muttern 16 und die Winkelhebel 14 eine Axialkraft im Verstellbolzen 9 und eine Reaktionskraft in den Bolzen 15 hervor. Die Axialkraft wird über das Kugellager 8

und die Verstellscheibe 7 in das Flügelradgehäuse 1 geleitet, auf \ielches' auch die Reaktionskraft der Bolzen 15 über das Gehäuse 11, die Nabe 10 und das Kugellager 12 übertragen wird,

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Der Kraftfluß ist somit geschlossen» Eine zusätzliche Belastung der Lager der Welle 2 tritt beim Stellvorgang nicht auf. Das gleiche gilt für die inneren Drehmomente, die an jedem einzelnen Flügel unter dem Einfluß der Fliehkraft angreifen. Ungenauigkeiten in der Herstellung der Übertragungselemente können eine gleichmäßige Verteilung der Kräfte auf die beiden Winkelhebel l4 nicht ausschalten. Beim Verstellen sind an der Stellspindel 17 nur geringe Kräfte notwendig, so daß sich die beschriebene Bauart der Verstelleinrichtung insbesondere für axiale Strömungsmaschinen mittlerer und hoher Leistungen eignet.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform sitzt das Kugellager 8 auf der Verstellhülse 21, an deren Bolzen 22 die Pleuelstange 23 angreift, die sich an die Kurbelwelle 24, 25 anschließt, die auch mit einem Exzenter oder einem Nocken ausgerüstet sein kann. Die Kurbel- oder Exzenterwelle 25 ist im Geliäuse 26 gelagert, das über die Nabe 27 und das Kugellager

28 mit dem Laufradgehäuse 1 kraftschlüssig verbunden ist« Mit

29 ist der äußere Stellhebel bezeichnet. Die Kurbel- oder Exzenterwelle 25 muß aus dem Gehäuse der axialen Strömungsmaschine herausragen können. Dieser Verlängerungsteil kann als Gelenkwelle mit Zwischenwelle ausgebildet sein, so daß ein Zwang im Verstellgestänge nicht auftreten kann« Ein am freien Ende der Welle 25 angebrachtes Anschlußelement ermöglicht die Anzeige für die jeweiligen Laufschaufelstellungen, die auch fernübertragen werden kann.

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Der Kraftverlauf bei der Verstellung der Laufschaufeln k ist der gleiche wie bei der in Figo 1 dargestellten Bauart,, Eine zusätzliche Lagerbelastung der Welle 2 durch Verstellkräfte oder Laufschaufelmomente tritt nicht auf. Die einfachere Ausführ ungsform eignet sich für axiale Strömungsmaschinen kleinerer und mittlerer Leistungsbereiche,, Die am äußeren Stellhebel 29 etwa auftretende größere Verstellkraft ist bei kleinen Leistungsbereichen ziilässig.

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Claims

H28075

Patentansprüche

Einrichtung zur mechanischen Laufschaufelverstellung bei axialen Strömungsmaschinen, insbesondere Axialgebläsen, während des Laufes der betreffenden Maschinen, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellkräfte übet den Mechanismus des Verstellaggregates, das über einen Verstellbolzen und Wälzlager mit dem Laufrad und der Verstellscheibe verbunden ist, über den Verstellbolzen in die Verstellscheibe eingeleitet und über die in der Verstellscheibe geführten und im Laufrad gelagerten Flü^elholme, das Laufrad und die Laufradlagerung zum Verstellaggregat zurückgeführt wird«

2, Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Maschinen mit einem Verstellmechanismus nach dem Winkelhebelsystem (lk bis 18) eine Rollen- oder Kugelspindel (17) verwendet wird, die sich frei nach der Lage aller Stellorgane am Laufrad und gemäß den wirksamen Kräften einstellen kann.

3· Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Maschinen mit einem Verstellmechanismus nach dem Kurbel- oder Exzenterwellenprinzip der ausgehende Teil dieser Kurbel- oder Exzenterwelle (25) als Gelenkwelle ausgebildet ist.

4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3t dadurch gekennzeichnet, daß das äußerste Glied des Verstellmechanismus (Stellspindel 17 oder iJiebel 29) je nach seiner Stellung die Stellung der Laufschaufeln anzeigt.

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