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Vorrichtung zum Verstellen der Laufschaufeln von Strömungsmaschinen, insbesondere von Gebläsen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verstellen der Laufschaufeln von Strömungsmaschinen, insbesondere von Gebläsen, bestehend aus einem zwischen der Laufradwelle und der diese umgebenden Verstellhohlwelle angeordneten Differentialgetriebe, wobei eine mechanische Übertragung der Verstellbewegung vom Getriebe über die Verstellhohlwelle auf die Laufschaufeln vorgesehen ist.
Bekannt sind Verstelleinrichtungen, welche die zur Verstellung der Schaufeln erforderlichen Bewegungen von der ruhenden Umgebung in das rotierende Laufrad entweder auf hydraulischem Wege mittels einer Druckflüssigkeit oder mittels Druckluft, oder mechanisch mittels aufeinander gleitenden Teilen, z. B. Muffen, übertragen. Die hydraulischen Einrichtungen erfordern speziell für kleinere Strömungsmaschinen, wie Gebläse u. dgl., einen unangebrachten Aufwand, sowohl beim Verstellmechanismus innerhalb des Laufrades als auch bei den Druckerzeugungs- und Steuerorganen in den nicht umlaufenden Teilen. Die mechanischen Einrichtungen weisen meist eine mit der Laufradwelle zentrisch umlaufende Verschiebemuffe auf, die mittels Hebeln axial bewegt wird. Die Verschiebemuffe überträgt die Axialbewegung durch andere Hebel auf die Zapfen der drehbaren Schaufeln.
Dieser Übertragungsmechanismus besitzt unter Last aufeinander gleitende Teile, die starker Abnützung unterliegen. Auch kann der Verschiebeweg zwischen den Endstellungen der Laufschaufeln aus konstruktiven Gründen nur kurz gehalten werden, woraus grosse Verstellkräfte, aber auch zusätzliche Belastungen des Übertragungs-Elementes durch die auf die Schaufeln oder Propellerflügel wirkenden Kräfte resultieren.
Bei einer andern bekannten Vorrichtung ist zwar ein Differentialgetriebe zwischen Laufradwelle und Verstellwelle vorgesehen, jedoch ist dieses neben den Wellen angeordnet und nimmt verhältnismässig vielseitigen Raum in Anspruch.
Die Erfindung vermeidet die Nachteile der bekannten Vorrichtungen dadurch, dass ein Stirnradplanetengetriebe, auf der Laufradwelle sitzend, vorgesehen ist. Dadurch erhält das Getriebe eine wesentlich günstigere Anordnung, denn es umgibt die Laufradwelle und ragt seitlich nicht vor. Die Erfindung besteht ferner darin, dass das feststehende Sonnenrad des einen Teilgetriebes gegenüber dem feststehenden
Sonnenrad des andern Teilgetriebes durch Verstellorgane verdrehbar ist. Ausserdem ist es erfindungsgemäss möglich, dass ein Ritzel in das äussere mit Aussenverzahnung versehene Sonnenrad des einen Teilgetriebes eingreift und über eine Welle samt Handrad verstellbar ist.
Schliesslich besteht die Erfindung auch darin, dass die Verstellwelle über eine ausserhalb des Laufrades liegende, durch axiale Verschiebung lösbare Kupplung mit dem doppelten Stirnradplanetengetriebe verbunden ist.
Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung an Hand eines Ausführungsbeispieles schematisch und vereinfacht dargestellt. Die Zeichnung veranschaulicht den Schnitt durch ein mit der erfindunggemässen Einrichtung ausgestattetes Gebläselaufrad samt den anschliessenden, zur Einleitung der Verstell-
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scheibe 7 durchsetzen, zum Mitdrehen mit dem Laufrad 1 gezwungen, wobei jedoch eine axiale Verschiebung der Verstellscheibe 7 gegenüber dem Laufrad infolge des Bewegungsspieles der Zapfen 10 in den Bohrungen 30 möglich ist. Der gesamte im Laufradkörper 1 befindliche Verstellmechanismus ist durch den Deckel 11 abgeschlossen.
Eine gegenüber der Gebläsewelle 2 relative Verdrehung der Gewindehülse 9 bewirkt infolge des Gewindes eine Axialverschiebung der Verstellscheibe 7 und durch Mitnahme der Zapfen 8 in den Umfangs-
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nuten 6 eine Änderung der Schaufelanstellwinkel. Die Drehung der Gewindehülse 9 wird im Ausfüh rungsbeispiel durch ein Differential-Stirnrad-Planetengetriebe eingeleitet. Auf der Laufradwelle 2, di im Getriebegehäuse 20 bei 24 gelagert ist, ist vor dem Wellenbund 34 das innere Sonnenrad 12 mitte] Keil 33 befestigt. Dieses Sonnenrad kämmt mit den Planetenrädern13 und diese mit einem äusseren Sonnen rad 14.
Auf den im Planetenradträger 15 sitzenden Planetenradzapfen 16 läuft, benachbart zum Planeten radsatz 13, ein zu einem zweiten Planetengetriebe gehöriger Satz von Planetenrädern 17, die so gross wie di Planetenräder 13 sind. Die Planetenräder 17 kämmen einerseits mit dem inneren Sonnenrad 18 des zweites Planetengetriebes, welches so gross ist wie das innere Sonnenrad 12 des ersten Getriebes und anderseit
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und 18 der beiden Teilgetriebe befindet sich ein Distanzring 35. Das mit einer Aussenverzahnung versehen äussere Sonnenrad 14 des ersten Teilgetriebcs kann beispielsweise durch ein Ritzel 21 in seiner Stellunj relativ zum Aussenrand 19 des zweiten Teilgetriebcs verdreht werden.
Die Verstellung des Ritzels 2 erfolgt beim bezeichneten Ausführungsbeispiel durch die bei 36 im Getriebegehäuse 20 gelagerte Welle 2. mit Handrad 23.
Die Wirkungsweise des doppelten Differentialgetriebes ist folgende :
Das äussere Sonnenrad 14 des ersten Teilgetriebes ist, solange die Verstellantriebe 21, 22, 23 stillstehen in seiner relativen Lage zum äusseren Sonnenrad 19 des zweiten Teilgetriebes fixiert. Es wird dann dil Drehung des inneren, mit der Antriebswelle 2 fest verbundenen Sonnenrades 12 durch Abwälzen de : Planetenradsatzes 13 im Inneren des äusseren Sonnenrades 14 auf den Planetenträger 15 übersetzt. Mittel der gemeinsamen Planetenradbolzen 16 bewegt sich der zweite Planetenradsatz 17 mit gleicher Drehzah innerhalb des feststehenden äusseren Sonnenrades 19 und überträgt innen die Bewegung aufdas Sonnenradl derart, dass dieses sich mit gleicher Drehzahl und gleichsinnig mit der Antriebswelle 2 dreht.
Dasselbe ist der Fall mit der über die Klauenkupplung 25 mit dem Sonnenrad 18 des zweiten Teilgetriebes verbun- denen Gewindehülse 9.
Wird nun das äussere Sonnenrad 14 durch Betätigung der Verstellung 21, 22, 23 relativ zum Sonnenrad1 des zweiten Teilgetriebes verdreht, so überträgt sich diese Verstellbewegung durch überlagertes Abwälzer der Planetenräder 13, 17 auf das innere Sonnenrad 18 des zweiten Getriebes und die Verstellhülse 9 Durch Betätigen des Verstellantriebes 21, 22, 23kann also die Gewindehülse 9 über das doppelte Differentialgetriebe ohne Einfluss der Eigendrehzahl der Antriebswelle 2 relativ zu dieser verdreht werden.
Die Relativdrehung der Hülse 9 zur Gebläsewelle 2 ist aber auch eine gleich grosse Relativdrehung zum Laufradkörper 1 bzw. zu der durch die Zapfen 10 vom Laufradkörper mitgenommenen Verstellscheibe 7. Die Verstellscheibe 7 verdreht sich also im Gewinde 29 gegenüber der Gewindehülse 9, was eine Axialverschiebung der Verstellscheibe 7 auf den Zapfen 10 zur Folge hat. Bei dieser Axialverschiebung nimmt die Verstellscheibe 7 den Zapfen 8 der Laufradschaufeln mit und verstellt deren Anstellwinkel.
Das beschriebene und gezeichnete Ausführungsbeispiel erschöpft nicht das Wesen der Erfindung.
Es sind auch andere Formen der Verwirklichung möglich. Insbesondere kann das Differentialgetriebe anders gebaut und die Übertragung der relativen Drehbewegung der Verstellhebel auf die Verstellschaufeln anders ausgebildet sein. Auch die Einleitung der Verstellbewegung in das Differentialgetriebe kann anders erfolgen, etwa durch Schneckengetriebe oder durch Zahnstange und Kolben od. dgl.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zum Verstellen der Laufschaufeln von Strömungsmaschinen, insbesondere von Gebläsen, bestehend aus einem zwischen der Laufradwelle und der diese umgebenden Verstellhohlwelle angeordneten Differentialgetriebe, wobei eine mechanische Übertragung der Verstellbewegung vom Getriebe über die Verstellhohlwelle auf die Laufschaufeln vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stirnradplanetengetriebe, auf der Laufradwelle sitzend, vorgesehen ist.