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Laufradschaufelbefestigung für eine Axial-Turbomaschine mit Verstellschaufeln
Die Erfindung betrifft eine Laufradschaufelbefestigung für eine Axial-Turbomaschine mit Verstell- schaufeln.
Bei Turbomaschinen, insbesondere bei Gebläsen, tritt bei Förderung von staubhältigen oder chemisch aggressiven Gasen Verschleiss der Laufschaufeln ein. Diese Schaufeln müssen daher in gewissen Zeitab- ständen ausgewechselt werden, wozu oft der Austausch des ganzen Laufrades erforderlich ist. Hiebei ist aber auf alle Fälle das Entfernen und der Wiedereinbau grösserer Gehäuseteile notwendig.
Bekannt sind auch Einrichtungen, bei denen die Schaufeln mittels eines Flansches auf den Verstell- wellen angeschraubt sind. Nach Lösung des Flansches können die Schaufeln der Reihe nach durch einen
Deckel am Gehäuseumfang ausgetauscht werden. Bei dieser Lösung sind jedoch auch die Flanschschrauben dem Verschleiss jurch das Fördermittel ausgesetzt. Ausserdem vergrössert die Flanschmasse die Gesamt- fliehkräfte in einem unerwünschten Ausmass.
Die Erfindung vermeidet die Nachteile der bekannten Massnahmen zum Austausch der Laufradschau- feln dadurch, dass erfindungsgemäss für jede Schaufel eine Hohlwelle als Verstellwelle vorgesehen ist, durch welche der Befestigungszapfen jeder Laufradschaufel hindurchgeht, wobei die Hohlwelle in einem Lagerkörper gelagert ist, der in das Laufrad von aussen her eingesetzt und in an sich bekannter Weise, z. B. mittels Gewinde od. dgl., befestigt ist. Der Lagerkörper jeder einzelnen Schaufel lässt sich hiebei samt der in ihm gelagerten Hohlwelle zur Verdrehung der Schaufel und der Schaufel selbst nach aussen aus dem Laufrad ausbauen.
Diese Demontage wird ferner wesentlich erleichtert, wenn erfindungsgemäss in der Hohlwelle ein zur Einleitung der Verstellbewegung dienendes Organ, z. B. ein Hebelzapfen, befestigt ist, wobei dieses Organ innerhalb des in Achsenrichtung der Hohlwelle fortgesetzt gedachten Begrenzungszylinders der zum Einsetzen des Hohlwellenlagerkörpers in das Laufrad erforderlichen lichten Bohrung liegt, derart, dass das Verstellorgan mitsamt dem Hohlwellenlagerkörper in das Laufrad ein-bzw. ausgebaut werden kann. Um eine weitere Vereinfachung der Demontage der einzelnen Schaufeln zu erzielen, kann bei einer Weiterbildung der Erfindung die Verbindung des zur Einleitung der Verstellbewegung in die Schaufelhohlwelle dienenden Organes mit den im Laufrad verbleibenden Teilen der Schaufelverstellung formschlüssig gestaltet werden.
Für eine axiale Entfernung jeder Schaufellagerung ist dann ein besonderes Lösen der Verbindung mit der Verstelleinrichtung in dem Laufrad nicht erforderlich.
Eine vorteilhafte Variante der Erfindung ergibt sich, wenn der Hohlwellenlagerkörper im Laufrad mittels Gewinde befestigt wird und ein die Einschraubtiefe begrenzender Bund in der Aussenseite des Lagerkörpers eine Verzahnung trägt, welche das Einschrauben und Festziehen des Lagerkörpers mittels eines in einer benachbarten Bohrung geführten und fallweise einsteckbaren Zahnschlüssels gestattet.
Mit Rücksicht auf die Erhaltung des Leichtganges bei der Schaufelverstellung ist es ferner günstig, wenn erfindungsgemäss in der nach aussen hin gelegenen Seite der Lagerung der Hohlwelle im Lagerkörper ein an sich bekannter Dichtungskörper zur Verhinderung des Austretens von Fett unter der Wirkung der Fliehkraft vorgesehen ist.
Schliesslich erweist es sich zwecks Dämpfung derSchaufelschwingungen als vorteilhaft, wenn zwischen
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EMI2.1
Die Erfindung wird durch die Zeichnung veranschaulicht, die schematisch einen Radialschnitt am
Umfangsteil eines Laufrades einer Axial-Torbomaschine am Ort einer Laufschaufel in zwei Ausführungs- varianten (Fig. 1 und Fig. 2) darstellt.
In diesen Figuren bedeuten 1 den Laufradkörper, in welchem die Schaufeln 2, von denen nur eine einzige dargestellt ist, gehalten werden. In den Laufradkörper 1 sind Lagerkörper 17 radial von aussen her eingesetzt, wobei in den gezeigten Ausführungsbeispielen die Befestigung durch Einschrauben mittels Ge- winde 16 erfolgt. In dem Lagerkörper 17 ist eine Hohlwelle 4 in den Lagern 8 und 9 drehbar so eingebaut, dass die Schaufelfliehkräfte aufgenommen werden können. In diesem Sinn ist das Lager 9 als Schrägrol- ) lenlager ausgebildet. Die Lagerung ist gegen Schmierstoffaustritt nach aussen hin durch eine Dichtungs- packung 14 abgedichtet, welche Packung in den Beispielen durch den Federring 15 gehalten wird.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist eine Innenabdichtung der Lagerung durch das Labyrinth 23 angedeutet.
Durch die Hohlwelle 4 hindurch tritt im Beispiel der Fig. 1 der Befestigungszapfen 6 der Schaufel, welcher mit der Drehschaufel 2 aus einem Stück besteht. Mittels der Mutter 7 wird der Zapfen 6 in der Hohlwelle ì 4 festgezogen.
In den gezeichneten Beispielen besitzt der Lagerkörper 7 einen Bund 3, der im eingeschraubten Zu- stand mit dem Umfang des Laufrades 1 abschliesst. Der Bund 3 besitzt am Umfang eine Verzahnung 10, die zum Einschrauben des Lagerkörpers mittels eines ein Gegenzahnrad 12 tragenden Steckschlüssels 13 dient, der in die Hilfsbohrung 11 im Laufrad einsteckbar ist.
Die Verstellhohlwelle 4 trägt an ihrem inneren Ende einen Hebelzapfen 5, in welchen der im Lauf- radinneren angewendete Verstellmechanismus formschlüssig derart eingreift, dass die axiale Entfernung der
Hohlwelle 4 samt Lagerkörper und Laufschaufel ohne besondere Lösevorgänge vom Verstellmechanismus möglich ist, wenn ausserdem noch der Zapfen 5 innerhalb des Umgrenzungszylinders des Lagerkörpers 17 liegt.
Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung besitzt im Gegensatz z. B. der Fig. 1 einen
Schaufelbefestigungszapfen 18, der mittels Gewinde 21 in die Schaufel 2 eingeschraubt ist. Durch die ko- nische Passfläche O wird der Zapfen 18 am unteren Ende in der Hohlwelle 4 zentriert, während am oberen
Teil zwischen Hohlwelle 4 und Zapfen 18 eine elastische Büchse 22 vorgesehen ist, die Schaufelschwin- gungen bis zu einem gewissen Grad abzudämpfen hat. Mit 19 ist in Fig. 2 ein am Zapfen 18 befindlicher
Sechskant bezeichnet, der für das Ein- bzw. Ausschrauben des Bolzens von Vorteil ist.
Die gezeichneten und beschriebenen Beispiele verkörpern nicht ausschliesslich das Wesen der Erfin- dung. Es sind auch andere Ausführungen möglich, insbesondere kann die Halterung des Lagerkörpers 17 im Laufrad 1 auch auf andere bekannte Weise, z. B. mittels Flansch und Flanschschrauben oder mittels eines Bajonettverschlusses, erfolgen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Laufradschaufelbefestigung für eine Axial-Turbomaschine mit Verstellschaufeln, dadurch gekenn- zeichnet, dass für jede Schaufel eine Hohlwelle (4) als Verstellwelle vorgesehen ist, durch die ein Befesti- gungszapfen (6) bzw. (18) jeder Laufschaufel (2) hindurchgeht, wobei die Hohlwelle (4) in einem Lager- körper (17) gelagert ist, der in das Laufrad (1) von aussen her eingesetzt und in an sich bekannterWeise, z. B. mittels Gewinde (16) od. dgl., befestigt wird.