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Verstelleinrichtung für die Schaufeln von Strömungsmaschinen, insbesondere für Turbowandler
Die Erfindung bezieht sich auf eine Verstelleinrichtung für die Schaufeln von Strömungsmaschinen mit zur Maschinenachse parallelen Schaufelzapfen, die über je ein Zwischenglied mit einem zentralen, zum Zweck des Schaufelverstellens drehbaren und allen Schaufeln gemeinsamen Regelring in Verbindung stehen. Die erfindungsgemässe Verstelleinrichtung ist insbesondere für Drehmomentwandler nach dem Strömungsprinzip geeignet.
Es ist, z. B. bei Lüftern, allgemein bekannt, die Verstellung der Laufschaufehi durch einen zentralen Regelring und Verstellhebel vorzunehmen. Die Verstellhebel greifen dabei mit ihren einen als Kugel ausgebildeten Enden allseitig beweglich in Ausnehmungen des Verstellringes ein und sind mit ihren andern Enden durch Stifte starr mit den Schaufelzapfen verbunden.
Des weiteren wird auch bei Turbowandlern eine ähnliche Verstelleinrichtung zum Verändern der Leitschaufelstellung angewendet. Hiebei ist auf den Schaufelzapfen je ein Verstellhebel mit geschlitzter Nabe aufgeklemmt und ausserdem noch durch Stifte gegen Verdrehen gesichert. Die andern Enden dieser Hebel sind in Nuten von mit dem Regulierring drehbar verbundenen Bolzen geführt.
Weitere vorbekannte Schaufelverstelleinrichtungen-insbesondere solche des Wasserturbinenbaues- benutzen für die Verbindung zwischen jeder Schaufel und dem Regelring je zwei Verbindungsteile, nämlich je einen Schaufelhebel und einen Lenker. Auch Zahnräder oder Zahnsegmente sind für diese Zwecke schon vorgeschlagen worden. Alle diese vorgenannten Verstelleinrichtungen sind aber aufwendig und teuer und daher, insbesondere bei serienmässig gefertigten Strömungsmaschinen, wie z. B. bei Drehmomentwandlern nach dem Strömungsprinzip, aus wirtschaftlichen Gründen nur begrenzt anwendbar. Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Schaufelverstelleinrichtung zu schaffen, die möglichst einfach und billig in der Herstellung ist und sich auch leicht montieren lässt.
Die Erfindung geht dabei von einer Schaufelverstelleinrichtung für Turbowandler mit zur Maschinenachse parallelen Schaufelzapfen aus, die über je einen in einer achssenkrechten Ebene verschwenkbaren Verstellhebel mit einem zentralen, allen Verstellschaufeln gemeinsamen, zwecks Schaufelverstellung drehbaren Regelring in Verbindung stehen. Erfindungsgemäss wird hiebei in an sich bekannter Weise das eine Ende jedes Verstellhebels am Regelring drehbar angelenkt und das andere Ende im Schaufelzapfen der zugehörigen Verstellschaufel in einer zur Zapfenachse senkrechten Bohrung, Nut od. dgl. verschiebbar geführt, und ausserdem werden die Verstellhebel aus gebogenem Profilstahl, insbesondere aus Flachoder Rundstahl, hergestellt.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn jeder Verstellhebel aus einem geraden Hebelarm und einem hieran anschliessenden, ösenartig gebogenen Endteil besteht und letzterer einen am Regelring angeordneten Bolzen umfasst.
Die erfindungsgemässe Ausführung ist sehr einfach und preiswert und eignet sich daher besonders für eine billige Massenfertigung von Schaufelverstelleinrichtungen. Durch den geringen Platzbedarf der Verstellhebel wird es ferner ermöglicht, die Verstelleinrichtung auch bei kleinsten Ausführungen zu verwenden, ohne dass sich die Verstellhebel gegenseitig behindern. Ausserdem lässt sich hiebei ein grosser Verdrehwinkel der Schaufel und damit ein grosser Regelbereich der Maschine erzielen.
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Es ist zwar bereits eine Schaufelverstelleinrichtung bekannt, bei der die senkrecht zur Maschinenachse angeordneten Verstellschaufelzapfen zum Zapfen senkrechte Bohrungen aufweisen, in denen die an einem Ring drehbar angelenkten Verstellhebel gleiten. Diese Verstellhebel sind aber nicht aus gebogenem Profilstahl hergestellt und erfordern demgemäss - zumindest an der Anlenkstelle-eine kostspielige Bearbeitung.
Nach einer weiteren günstigen Ausführungsform der Erfindung wird der vorzugsweise ösenartige Endteil jedes Verstellhebels federnd ausgebildet, derart, dass er das zugehörige Befestigungselement, etwa ein Bolzen am Regelring, mit Vorspannung umgibt. Des weiteren ist es vorteilhaft, wenn auch der gerade Hebelarm jedes Verstellhebels eine Federwirkung aufweist. Dadurch wird es möglich, trotz kleiner Her- stellungs-und Montageungenauigkeiten, alle Schaufeln einwandfrei zu schliessen, da die federnden Hebelarme eine gewisse Nachgiebigkeit beim Verstellen zulassen. Ausserdem gestattet das Federn der etwa ösenartigen Hebelenden einen vollkommen spielfreien Sitz der Verstellhebel auf den Zapfen des Regelringes.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Fig. 1, 2 und 3 der Zeichnung dargestellt. Hiebei zeigen Fig. 1 einen Teil eines Längsschnittes durch einen Turbowandler, dessen verstellbare Leitschaufeln mit einer erfindungsgemässen Verstelleinrichtung versehen sind, Fig. 2 einen Teil eines etwas vergrösserten achssenkrechten Schnittes durch die Verstelleinrichtung nach Fig. 1 und Fig. 3 eine weitere Ausführungsvariante des Verstellhebels.
In Fig. 1 ist mit 1 ein regelbarer Turbowandler bezeichnet, dessen Leitschaufeln 2 von aussen durch ein nicht dargestelltes Handrad od. dgl. verstellbar sind. Das Handrad steht dabei über an sich bekannte Übertragungselemente mit dem Regelring 4 in Stellverbindung. Am Regelring 4 sind zur Maschinenachse parallele Bolzen 8 befestigt, auf denen die ösenartig gebogenen Endteile 7 der aus Flachstahl hergestellten Verstellhebel 5 drehbar gelagert sind (s. auch Fig. 2). Der gerade ausgebildete Hebelarm 6 des Verstellhebels 5 ruht in den gabelförmigen Enden der Schaufelzapfen 3 der verstellbaren Leitschaufeln 2. Die federnden Ösen 7 der Verstellhebel 5 sind mit einer geringen Vorspannung auf den am Regelring 4 befestigten Bolzen 8 drehbar geführt, um einen spielfreien Sitz zu erzielen.
Die axiale Fixierung kann dabei durch einen auf dem Schaufelzapfen 3 der Verstellschaufel 2 oder auf dem Bolzen 8 angeordneten Sprengring 10 od. dgl. erfolgen.
Soll der Drehmomentwandler durch Veränderung der Leitschaufelstellung andern Betriebsverhältnissen angepasst werden, so wird von aussen durch das Handrad der Regelring 4 verdreht. Die am Regelring 4 angeordneten Bolzen 8 nehmen dabei die radial inneren Enden der Verstellhebel 4 mit und bewirken somit, da die Leitschaufeln 2 ortsfest gelagert sind, ein Verdrehen der Schaufelzapfen 3. Der gerade Hebelarm 6 der Verstellhebel 5 gleitet dabei in den Schlitzen der Schaufelzapfen 3.
Die Fig. 2 zeigt nähere Einzelheiten, wie der Verstellhebel 5 mit seinem ösenartig gebogenen Teil 7 drehbar auf dem mit dem Regelring 4 verbundenen Bolzen 8 geführt ist. Der Schaufelzapfen 3 ist mit einem Schlitz 29 versehen, in dem der gerade ausgebildete Hebelarm 6 des Verstellhebels 5 ruht.
Bei der abweichenden Ausführung des Verstellhebels 35 nach Fig. 3 ist nur dessen ösenartiger Teil 37 gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 2 andersartig gestaltet, wogegen sein anderes Ende 36 auch hiebei gerade ausgebildet ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verstelleinrichtung für die Schaufeln von Strömungsmaschinen mit zur Maschinenachse parallelen Schaufelzapfen, die über je einen in einer achssenkrechten Ebene verschwenkbaren Verstellhebel mit einem zentralen, allen Verstellschaufeln gemeinsamen, zwecks Schaufelverstellung drehbaren Regelring in Verbindung stehen, insbesondere für Turbowandler, dadurch gekennzeichnet, dass in an sich bekannter Weise das eine Ende (7 ; 37) jedes Verstellhebels (5 ; 35) am Regelring (4) drehbar angelenkt und das andere Ende (6 ; 36) im Schaufelzapfen (3) der zugehörigen Verstellschaufel (2) in einer zur Zapfenachse senkrechten Bohrung (29), Nut od. dgl. verschiebbar geführt ist und dass ferner die Verstellhebel (5 ;
- 35) aus gebogenem Profilstahl, insbesondere aus Flach- oder Rundstahl, bestehen (Fig. 1 - 3).