CH449837A - Vorrichtung zum Verstellen der Laufschaufeln von Axialgebläsen - Google Patents

Description

      Vorrichtung    zum Verstellen der Laufschaufeln von     Axialgebläsen       Die     Erfindung        betrifft    eine Vorrichtung zum Ver  stellen der     Laufschaufeln.    von     Axialgebläsen.     



  Durch die Verstellung der Schaufeln soll bei der  artigen Gebläsen der     Anströmwinkel    des Schaufelpro  fils auf die jeweilig geforderten Betriebsbedingungen  eingestellt werden. Diese Verstellung soll auch während  des Laufs möglich sein.     Eine    solche Verstellung der       Laufschaufeln    ist ausser bei     Axialgebläsen    natürlich  auch bei anderen axial durchströmten Turbomaschinen  erwünscht und in der gleichen Form ausführbar wie bei       Axialgebläsen.     



       Eine    solche Verstellung der Laufschaufeln wird  zweckmässig und in bekannter Weise durch     einen    in  der     Laufradachse    zentral eingebauten, also mit dem  Läufer umlaufenden Steilzylinder     mit        hydraulischem     Kolben bewirkt. Durch diese Anordnung werden me  chanische Übertragungsglieder von     stillstehenden    zu um  laufenden Teilen der Maschine vermieden, was wegen  der erforderlichen hohen     Verstellkräfte    besonders er  wünscht ist.

   Bei der zentralen Lage des hydraulischen       Stellmotors    ist die zentrale Anordnung des Steuerschie  bers, mit dem der Kraftkolben im     Steilzylinder        gesteuert     wird, besonders     günstig,    da bei     einer    solchen Anordnung  auch die Überleitung der hydraulischen Steuerimpulse  von stillstehenden auf umlaufende Teile vermieden wird.  Eine solche Anordnung der Verstellung der Laufschau  feln bei einer     Kaplanturbine    ist z. B. bekannt durch  die Veröffentlichung auf Seite 17 des Buches von     Pe-          termann     Strömungsmaschinen, erschienen 1960.

   Der  hydraulische Steilzylinder ist dort in der Nabe des Lauf  rades der Turbine untergebracht, der Steuerschieber  sitzt direkt in der Achse der Laufradnabe bzw. des       Stellkolbens    oder     seiner    Kolbenstange. Bei dieser be  kannten Anordnung erfolgt zwar die     Druckölzufuhr     durch die als Hohlstange ausgeführte Verlängerung des  Steuerschiebers und der Ölablauf durch den zwischen  dieser Stange des Steuerschiebers und der Wellenboh  rung gebildeten     Hohlraum,    jedoch läuft der Steuer  schieber mit der Welle und Nabe um,

   so dass zur Zu  führung des Drucköls für die     Steuerung    eine Abdich-         tung    zwischen dem im Raum feststehenden Öldruck  erzeuger und der mit der Welle umlaufenden Steuer  schieber-Hohlstange erforderlich ist.  



  Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, bei  einer solchen Verstellung der Laufschaufeln von Axial  gebläsen die Abdichtung des Drucköls zwischen dem im  Raum feststehenden Druckerzeuger und dem Steuer  schieber an einer Stelle mit Drehbewegung gegenein  ander zu vermeiden.  



  Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch ge  löst, dass der Steuerschieber mit Wälzlagern in der im  Kolben oder in der Kolbenstange des zentral eingebau  ten     Stellzylinders    umlaufenden Steuerbüchse gelagert  ist und die     Druckölzufuhr    sowie der Ölablauf über  den zur Steuerung nur in axialer Richtung bewegten  und nicht umlaufenden Steuerschieber von der freien  Seite des fliegend auf der Welle angeordneten Lauf  rades aus erfolgt.  



  Bei einer weiteren Ausgestaltung des Erfindungs  gegenstandes ist auf einem Zapfen des Steuerschiebers  ein Wälzlager angebracht, dessen     Aussenring    durch An  schlag an entsprechenden Flächen     in    der Kolben- oder       Kolbenstangenbohrung    den Hub begrenzt.  



  Die     Fig.    1 und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel,  wobei     Fig.    1 einen     Axialschnitt    durch einen Teil des  Laufrades sowie den     Steilzylinder    und den Steuerschie  ber darstellt und     Fig.    2 die     Wirkungsweise    des Steuer  schiebers in grösserem Massstab erläutert.  



  In     Fig.    1 ist 1 ein scheibenförmiger Teil der Lauf  radnabe. Mit 2 ist der innere Teil der Lagerung einer  Laufschaufel angedeutet, auf deren Welle der Verstell  hebel 3 sitzt, der durch die     Axialverschiebung    der  Scheibe 4 zur Verstellung der Laufschaufel     eine     Schwenkbewegung     erfährt.    Die Scheibe 4 sitzt auf der  Stange 5 des Kolbens 6. Dieser läuft in dem zentral an  geordneten     Zylinder    7, der mit dem     Laufradnabenteil    1  durch einen Flansch verbunden ist, also die Drehbewe  gung des Laufrades ebenso wie der Kolben 6 mitmacht.

    Im Kolben bzw.     in    der Nabe oder Stange des Kolbens       ist    der Steuerschieber 8 angebracht, der sich also zen-           tral    in der Achse des Laufrades befindet. Der Steuer  schieber ist durch Wälzlager - hier als Nadellager 9 und  10 dargestellt - in dem Kolben gelagert, da der Steuer  schieber an der Drehbewegung des Laufrades und da  mit des Kolbens nicht teilnimmt. Die Versorgung des  Steuerschiebers mit     Drucköl    bzw. der Ablauf des zur  Steuerung benötigten Öls erfolgt nach     Fig.    1 von der  rechten Seite des Steuerschiebers aus.

   Das nur     teilweise     dargestellte Laufrad     ist    fliegend auf der     Gebläsewelle     angebracht und diese Wellenbefestigung bzw. Welle er  streckt sich links von dem dargestellten Ausschnitt. Die  rechte Seite ist also frei zur Zu- und Abführung des  Drucköls.  



  Beim Austritt des Steuerschiebers aus dem Verstell  kolben ist eine Dichtung 11 angeordnet, die lediglich  druckloses Spritzöl abzudichten hat. Die     Zuführung    des  Drucköls erfolgt über den Anschluss 12 in Richtung des  angedeuteten Pfeiles, der Ölablauf durch den Anschluss  13. Diese Anschlüsse können in einfachster Weise ange  bracht werden, da der Steuerschieber nicht umläuft und  lediglich die axiale Hubbewegung mitmacht, die der  Kolben 6 ausführen soll, da die Kombination als Folge  steuerung arbeitet, bei der die     Verstellbewegung,    des  Kolbens 6 der Hubbewegung des Steuerschiebers 8  folgt. Es ist nicht dargestellt, wie die Steuerbewegung  in den Steuerschieber eingeleitet wird.

   Dies kann in ein  facher Weise mechanisch erfolgen, da das Kopfende 14  zugängig ist und     keine    Drehbewegung ausführt.  



  Die Wirkungsweise der Verstellung ist aus     Fig.    2 zu  ersehen, wobei der Steuerschieber zur Einleitung einer  Bewegung des Kolbens 6 nach rechts in dieser Richtung  um das Mass a aus der Mittellage verschoben ist. Die  Steuerkanten 21 und 22 mit entsprechenden Gegenkan  ten in der Kolbenbohrung steuern das durch die Bohrung  23 zugeführte Drucköl. Im vorliegenden Fall wird in  folge der     Verstellbewegung    des Steuerschiebers nach  rechts das Drucköl aus dem Raum 24 in die Bohrung 25  und den Zylinderraum 26 links von dem Kolben 6 ge  leitet.

   Gleichzeitig wird aus dem Raum 27 rechts des  Kolbens durch die eingeleitete Rechtsbewegung das Öl  über die     Bohrung    28 und die jetzt öffnende Steuerkante  29 in die Ringnut 30 in den die Steuerbüchse dar  stellenden Kolbenteil geleitet, von wo es durch die Boh  rung 31 im Steuerschieber in Richtung des eingezeich  neten Pfeiles zu der     Ablaufleitung    13 gelangt. Die Be  wegung des Kolbens 6 hält durch die eingestellte Druck  differenz des     öls    so lange an, bis der Steuerschieber  wieder relativ zu den     Nutenkanten    in der Steuerbüchse  die Mittelstellung erreicht hat, wie sie in     Fig.    1 darge  stellt ist. Der Kolben 6 folgt also genau der Bewegung  des Steuerschiebers.

   Durch die Anordnung des Steuer  schiebers in dem zu bewegenden Kolben selbst ist auto  matisch die erforderliche Rückführung gegeben. Genau  der gleiche Vorgang, nur in entgegengesetzter Richtung,  erfolgt natürlich, wenn der Steuerschieber 8 statt nach  rechts, wie in     Fig.    2 dargestellt, nach links aus der Mit  tellage verschoben     wird.       Um den Hub des     Steuerschiebers    gegenüber dem  Kolben zu begrenzen,     ist,    wie     Fig.    1 zeigt, auf dem  Zapfen 15 des Steuerschiebers ein Wälzlager 16 ange  ordnet, das mit     seinem    Aussenring an den Flächen 17  bzw. 18     im    Kolben bzw.

   in der     Kolbenstangenbohrung          anschlägt.    Dadurch wird eine Hubbegrenzung bewirkt,  bei der eine Relativbewegung zwischen den Anschlag  flächen selbst und damit unzuträgliche Reibungen oder       Fresserscheinungen    trotz der Drehbewegung zwischen  Steuerschieber und Kolben vermieden werden.  



  Durch die     im    vorstehenden beschriebene Erfindung  wird also eine Vorrichtung zum Verstellen der Lauf  schaufeln von     Axialgebläsen    geschaffen, bei der zu  nächst in an sich bekannter Weise alle     mechanischen          Verstellglieder    zur Übertragung der Bewegung von  einem     Verstellmotor    auf das umlaufende Laufrad ver  mieden werden. Da der Steuerschieber nach dem Prinzip  der Folgesteuerung arbeitet und zentral in dem Servo  motor bzw. dem Stellmotor angeordnet ist, entfallen  auch alle Verbindungshebel oder Leitungen, die der  Rückführung zwischen Steuerschieber und Stellmotor  dienen.

   Der wesentliche Fortschritt, der mit der vor  liegenden Erfindung erreicht wird, besteht aber darüber  hinaus darin, dass die     Druckölzufuhr        direkt    zu dem  nichtumlaufenden Steuerschieber erfolgt, ohne     -dass          Drucköldichtungen    zwischen feststehenden und umlau  fenden Teilen erforderlich sind. Die Überleitung des       Drucköls    vom stillstehenden Teil der Steuerung zum  sich drehenden Laufrad erfolgt hier vielmehr an der  Steuerkante des Steuerschiebers selbst, wobei dieser mit  der jeweils schliessenden Steuerkante die Abdichtungs  funktion selbst übernimmt.

   Die     Verstellvorrichtung    nach  der Erfindung ist daher an Einfachheit der Ausführung  und Betriebssicherheit nicht zu übertreffen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Vorrichtung zum Verstellen der Laufschaufeln von Axialgebläsen durch Axialverschiebung eines hydrau lisch bewegten Kolbens in einem in der Laufradachse zentral eingebauten, mit dem Läufer umlaufenden Stell zylinder mit Hilfe eines zentral angeordneten mit Folge steuerung arbeitenden Steuerschiebers, dadurch gekenn zeichnet, dass der Steuerschieber (8) mit Wälzlagern (9, 10) in der im Kolben (6) oder in der Kolbenstange angebrachten umlaufenden Steuerbüchse gelagert ist und die Druckölzufuhr (12) sowie der COlablauf (13)

   über den zur Steuerung nur in axialer Richtung bewegten und nichtumlaufenden Steuerschieber (8) von der freien Seite des fliegend auf der Welle angeordneten Lauf rades aus erfolgt. UNTERANSPRUCH Vorrichtung zum Verstellen der Laufschaufeln nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem Zapfen (15) des Steuerschiebers ein Wälzlager (16) an gebracht ist, dessen Aussenring durch Anschlag an ent sprechenden Flächen (17, 18) in der Kolben- oder Kolbenstangenbohrung den Hub begrenzt.