DE102022119333A1

DE102022119333A1 - Strömungsmaschine mit einer verstellbaren Axiallaufradanordnung

Info

Publication number: DE102022119333A1
Application number: DE102022119333.0A
Authority: DE
Inventors: Peter Pelz; Johannes Brötz
Original assignee: Technische Universitaet Darmstadt
Current assignee: Technische Universitaet Darmstadt
Priority date: 2022-08-02
Filing date: 2022-08-02
Publication date: 2024-02-08

Abstract

Eine Strömungsmaschine (1) weist eine verstellbare Axiallaufradanordnung (3) auf, wobei die Axiallaufradanordnung (3) ein erstes Laufrad (4) mit einer entlang eines Umfangsrands des ersten Laufrads (4) angeordneten Anzahl von ersten Schaufeln (5) und ein zweites Laufrad (6) mit einer entlang eines Umfangsrands des zweiten Laufrads (6) angeordneten Anzahl von zweiten Schaufeln (7) aufweist. Das erste Laufrad (4) und das zweite Laufrad (6) sind längs einer axialen Achse (2) axial versetzt zueinander angeordnet und konzentrisch um die axiale Achse (2) rotierend antreibbar. Jeweils eine erste Schaufel (5) des ersten Laufrads (4) und eine zweite Schaufel (7) des zweiten Laufrads (6) sind einander zugeordnet und bilden eine kombinierte Gesamtschaufel (8). Das erste Laufrad (4) und das zweite Laufrad (6) sind über eine Zwangsführung (9) relativ zueinander verlagerbar, wobei die Zwangsführung (9) sowohl eine relative Verlagerung in einer axialen Richtung als auch eine relative Verlagerung in einer Umfangsrichtung bewirkt, sodass dadurch eine Schaufellänge 1 der kombinierten Gesamtschaufeln (8) verändert wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Strömungsmaschine mit einer verstellbaren Axiallaufradanordnung, wobei die Axiallaufradanordnung ein erstes Laufrad mit einer entlang eines Umfangsrands des ersten Laufrads angeordneten Anzahl von ersten Schaufeln und ein zweites Laufrad mit einer entlang eines Umfangsrands des zweiten Laufrads angeordneten Anzahl von zweiten Schaufeln aufweist, wobei das erste Laufrad und das zweite Laufrad längs einer axialen Achse axial versetzt zueinander angeordnet und konzentrisch um die axiale Achse rotierend antreibbar sind, wobei jeweils eine erste Schaufel des ersten Laufrads und eine zweite Schaufel des zweiten Laufrads einander zugeordnet sind und eine kombinierte Gesamtschaufel bilden, und wobei die erste Schaufel und die zweite Schaufel der kombinierten Gesamtschaufel relativ zueinander verstellbar sind.
Strömungsmaschinen sind in verschiedenen Ausgestaltungen bekannt und werden in zahlreichen Anwendungsbereichen eingesetzt. Man kann zwischen Arbeitsmaschinen wie beispielsweise Propeller, Kreiselpumpe, Ventilator oder Verdichter und Kraftmaschinen wie beispielsweise Windkraftanlage, Wasserturbine und Dampfturbine unterscheiden.
Bei Arbeitsmaschinen wird in den meisten Anwendungsfällen ein vorgegebener Fördervolumenstrom gefordert, der von der Strömungsmaschine erzeugt beziehungsweise gefördert werden kann.
Die verschiedenen Komponenten einer Regelstrecke einer Arbeitsmaschine beinhalten beispielsweise die Umgebung, die Ansaugung, eine Rohrleitung sowie Aggregate wie Wärmetauscher und Filter, die jeweils einen Druckverlust erzeugen können, der während des Betriebs von der Arbeitsmaschine ausgeglichen werden muss. Eine Anlagenkennlinie zeigt, welcher Druckverlust innerhalb der Regelstrecke von der Strömungsmaschine mindestens erzeugt werden muss, um den vorgegebenen Fördervolumenstrom zu erreichen beziehungsweise aufrechtzuerhalten.
Die Bestimmung der Anlagenkennlinie technischer Anlagen kann im Voraus meistens nur abgeschätzt werden. Oft werden technische Anlagen auch nachträglich angepasst, was eine Änderung der Anlagenkennlinie verursachen kann. Für einen konkreten Anwendungsfall ist es vorteilhaft, wenn eine geeignete Strömungsmaschine ausgewählt und eingesetzt werden kann, welche den vorgegebenen Fördervolumenstrom und den daraus resultierenden Druckverlust innerhalb der Regelstrecke abdeckt und dabei nahe des für die betreffende Strömungsmaschine optimalen Betriebspunktes agiert. In der Realität muss der Betrieb der Strömungsmaschine aber oftmals nachträglich an die Regelstrecke angepasst werden.
Aus der Praxis sind verschiedene Möglichkeiten bekannt, wie der Betrieb einer Strömungsmaschine beeinflusst und angepasst werden kann. Die verschiedenen Möglichkeiten weisen jeweils charakteristische Vorteile und Einschränkungen, bzw. Nachteile auf.
Mit einem Drosselorgan kann ein mit der Strömungsmaschine erzeugter Volumenstrom in einfacher Weise reguliert und angepasst werden. Die Verwendung eines Drosselorgans hat den Vorteil, dass die Strömungsmaschine mit einer festen Drehzahl in einem für die Strömungsmaschine optimalen Betriebsmodus betrieben werden kann. Allerdings wird durch den Drosselvorgang der Druck und damit einhergehend Energie dissipiert und der Wirkungsgrad der Anlage reduziert.
Es ist ebenfalls bekannt, dass die Drehzahl der Strömungsmaschine angepasst werden kann, sodass keine nachträgliche Drosselung erforderlich wird. Für die Anpassung der Drehzahl kann ein Frequenzumrichter verwendet werden, der aus einem Dreh- oder Wechselstrom eine hinsichtlich der Amplitude und Frequenz veränderbare Spannung generiert, mit welcher die Drehzahl der Strömungsmaschine vorgegeben werden kann. Durch den dadurch ermöglichten Verzicht auf eine nachträgliche Drosselung ist der Wirkungsgrad einer derartigen Anlage höher und der Betrieb einer solchen Anlage effizienter. Allerdings sind die Herstellungskosten für eine Kombination einer steuerbaren Strömungsmaschine mit einem Frequenzumrichter deutlich größer im Vergleich mit einer konstant betriebenen und nachträglich gedrosselten Strömungsmaschine. Für die regelmäßig erforderliche elektromagnetische Verträglichkeit der Anlage muss oftmals ein zusätzlicher Aufwand betrieben werden.
Weiterhin sind auch Strömungsmaschinen mit verstellbaren Schaufeln bekannt. Dabei kann in Abhängigkeit von der Konstruktion der Strömungsmaschine und der Lagerung der einzelnen Schaufeln an einem Laufrad eine nahezu beliebige Verstellung der Schaufeln bewirkt werden. Eine in der Praxis häufig verwendete Verstellung der Schaufeln betrifft eine Pitchwinkel-Regelung, wobei mit Pitchwinkel ein Winkel zwischen der Strömungsrichtung des die Schaufeln anströmenden Fluids und der Ausrichtung einer sich von einer Profilnase bis zu einem Profilhinterkante erstreckenden Profilsehne der Schaufel bezeichnet wird. Durch eine Anpassung des Pitchwinkels kann eine Strömungsmaschine in einem vergleichsweise großen Bereich einer Strömungsgeschwindigkeit bzw. eines mit der Strömungsmaschine erzeugten Fluiddrucks in einem für die Strömungsmaschine effizienten Betriebsmodus betrieben werden.
Beispielsweise aus GB 1085390 A ist eine Strömungsmaschine bekannt, bei der die Schaufeln auf zwei in axialer Richtung hintereinander angeordneten Laufrädern angeordnet sind. Die Schaufeln können auf den beiden Laufrädern so angeordnet und ausgerichtet werden, dass jeweils zwei einander zugeordnete Schaufeln auf den beiden Laufrädern in strömungstechnischer Hinsicht wie eine einzige Gesamtschaufel wirken. Die Geometrie der Gesamtschaufel und damit deren strömungserzeugende Wirkung wird durch die Anordnung und Ausrichtung der beiden einander zugeordneten Schaufeln vorgegeben. Dies kann üblicherweise durch eine schwenkbare Lagerung der einzelnen Schaufeln an dem betreffenden Laufrad sowie durch eine Verstellung der beiden Laufräder in axialer Richtung sowie in Umfangsrichtung ermöglicht und bewirkt werden. Auf diese Weise können nicht nur ein Pitchwinkel, sondern beispielsweise auch eine Schaufellänge und eine Wölbung der Gesamtschaufel verändert und angepasst werden, um den Betrieb der Strömungsmaschine an individuelle Vorgaben anzupassen und zu optimieren.
Allerdings ist der konstruktive Aufwand für eine derartige Verstellmöglichkeit der Schaufeln erheblich. Zudem setzt eine geeignete Anpassung der Anordnung und Ausrichtung der Schaufeln regelmäßig eine aufwändige manuelle Einrichtung der Strömungsmaschine voraus, die mit einem erheblichen Installationsaufwand verbunden ist, der nur bei leistungsstarken Strömungsmaschinen wirtschaftlich gerechtfertigt erscheint. Aus diesem Grund wird eine derartige Veränderung und Anpassung der Schaufeln oftmals nur bei vergleichsweise großen Strömungsmaschinen vorgesehen, deren Durchmesser der rotierenden Schaufeln mehr als 2 Meter beträgt.
Es wird deshalb als eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung angesehen, eine Strömungsmaschine mit den eingangs beschriebenen Merkmalen so auszugestalten, dass sowohl deren Einrichtung als auch deren Betrieb möglichst wirtschaftlich durchgeführt werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das erste Laufrad und das zweite Laufrad über eine Zwangsführung relativ zueinander verlagerbar sind, wobei die Zwangsführung sowohl eine relative Verlagerung in einer axialen Richtung als auch eine relative Verlagerung in einer Umfangsrichtung bewirkt, sodass dadurch eine Schaufellänge der kombinierten Gesamtschaufeln verändert wird. Es hat sich gezeigt, dass über eine Veränderung der Schaufellänge der kombinierten Gesamtschaufeln eine vergleichsweise einfache und gleichwohl besonders wirksame Veränderung des mit der Strömungsmaschine bei konstanter Drehzahl erzeugten Druckaufbaus des durch die Strömungsmaschine hindurchströmenden Fluids ermöglichst wird. Die Schaufellänge kann allein durch eine geeignete Anpassung der Anordnung der beiden Laufräder zueinander verändert werden, sodass keine aufwändige schwenkbare Lagerung der einzelnen Schaufeln auf dem ersten und zweiten Laufrad erforderlich ist. Durch die Zwangsführung wird die Verlagerung der beiden Laufräder zueinander eingeschränkt und auf eine eindimensionale Einstellmöglichkeit und durch die Zwangsführung vorgegebene Veränderung beschränkt. Eine derart beschränkte Einrichtung der Strömungsmaschine und deren Anpassung an individuelle Vorgaben und Anforderungen durch den gewünschten Betrieb der Strömungsmaschine lässt sich in einfacher Weise und ohne großen Aufwand durchführen. In vielen Fällen erfordert eine geeignete Zwangsführung auch keinen nennenswerten zusätzlichen Konstruktions- und Herstellungsaufwand für eine erfindungsgemäß ausgestaltete Strömungsmaschine. Über die Zwangsführung wird sowohl ein axialer Abstand der beiden Laufräder zueinander als auch eine Verstellung der beiden Laufräder zueinander in Umfangsrichtung bewirkt, was trotz der Zwangsführung eine individuell anpassbare Veränderung der Schaufellänge und damit einhergehend eine besonders wirksame Anpassung des Betriebs der Strömungsmaschine bei einer konstanten Drehzahl ermöglicht.
Die relative Verlagerung der beiden Laufräder zueinander kann durch die Zwangsführung in einer beliebigen Art und Weise vorgegeben werden. So kann beispielsweise zunächst eine radiale Verlagerung zueinander in Umfangsrichtung und anschließend eine axiale Verlagerung vorgegeben werden. Die Reihenfolge der Verlagerungsrichtungen kann auch umgekehrt vorgegeben sein. Es ist ebenfalls denkbar, dass durch die Zwangsführung mehrfach abwechselnd aufeinanderfolgend eine Verlagerung in axialer Richtung und in Umfangsrichtung vorgegeben wird. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass die Zwangsführung gleichzeitig eine relative Verlagerung in der axialen Richtung und in der Umfangsrichtung bewirkt. Die einzelnen Schaufeln sind durch den vorgegebenen Pitchwinkel so ausgerichtet, dass die Profilsehne einen Winkel zu einer parallel zu der axialen Richtung verlaufenden Axialebene aufweist. Eine durch die Zwangsführung bewirkte gleichzeitige Verlagerung der beiden Laufräder zueinander in axialer Richtung und in Umfangsrichtung kann so vorgegeben sein, dass die beiden einander zugeordneten Schaufeln längs der Ausrichtung der Profilsehne der durch die beiden Schaufeln gebildeten Gesamtschaufel zueinander verlagert werden, wobei diese Ausrichtung durch eine Projektion der Profilsehne bezogen auf eine die beiden Laufräder konzentrisch umgebenden Mantelfläche oder bezogen auf eine Axialebene ermittelt wird. Es kann auch zweckmäßig sein, dass die zwangsgeführte Verlagerung einen vorgegebenen Winkel zu der Ausrichtung der Profilsehne der Gesamtschaufel aufweist, wobei dieser Winkel entweder konstant sein kann oder sich während der durch die Zwangsführung erzwungenen Verlagerung in einer vorgegebenen Art und Weise verändernd kann. Auf diese Weise kann eine vielfältige Anpassung der für die Strömungserzeugung relevanten Eigenschaften der durch die beiden einander zugeordneten Schaufeln gebildeten Gesamtschaufel ermöglicht werden, wobei jeweils eine individuelle Anpassung durch die Zwangsführung vorgegeben ist. Durch eine zusätzlich zu der Gesamtschaufellänge bewirkte Veränderung der Wölbung kann ein Kennfeld der über die Zwangsführung der Laufräder relativ zueinander veränderbaren Strömungsmaschine in einem noch größeren Bereich erweitert und angepasst werden.
Es hat sich gezeigt, dass eine für viele Anwendungsfälle vorteilhafte Veränderung der Gesamtschaufel durch eine mit der Zwangsführung bewirkte Anpassung optional dadurch erreicht werden kann, dass das erste Laufrad relativ zu dem zweiten Laufrad entlang einer Schraubenlinie verlagerbar ist. Eine Zwangsführung, mit welcher eine schraubenlinienförmige Verlagerung der beiden Laufräder zueinander vorgegeben wird, lässt sich in einfacher Weise vorgeben. Mit einer schraubenlinienförmigen Verlagerung der beiden Laufräder bzw. der beiden einander zugeordneten Schaufeln zueinander kann eine besonders vorteilhafte Veränderung der strömungsrelevanten Eigenschaften der Gesamtschaufel bewirkt und ohne großen Einrichtungsaufwand zuverlässig vorgegeben werden.
Optional ist gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens vorgesehen, dass die Schraubenlinie entlang einer Skelettlinie einer kombinierten Gesamtschaufel verläuft. Die Skelettlinie einer Schaufel oder einer Gesamtschaufel verläuft entlang einer Verbindungslinie der in ein Schaufelprofil von der Profilnase bis zu der Profilhinterkante einbeschriebenen Kreismittelpunkte. Die Skelettlinie weicht bei einem asymmetrisch ausgebildeten Schaufelprofil von der Profilsehne ab. Durch eine der Skelettlinie folgenden relativen Verlagerung der beiden Laufräder relativ zueinander lässt sich eine für bestimmte Anwendungsfälle vorteilhafte Veränderung der Gesamtschaufel und deren strömungsrelevanten Eigenschaften vorgeben.
Alle Schaufeln können ein einheitliches Schaufelprofil aufweisen. Es ist ebenfalls möglich und für viele Anwendungsfälle vorteilhaft, dass alle Schaufeln, die in Umfangsrichtung an einem Laufrad angeordnet sind, ein einheitliches Schaufelprofil aufweisen, jedoch die Schaufeln des ersten Laufrads ein von den Schaufeln des zweiten Laufrads abweichendes Schaufelprofil aufweisen. Die beiden Schaufelprofile können dabei so vorgegeben sein, dass sich bei mindestens einer relativen Anordnung der beiden Laufräder zueinander ein besonders vorteilhaftes Schaufelprofil der Gesamtschaufel einstellen lässt. Es ist ebenfalls denkbar, dass sich das Schaufelprofil der Schaufeln nicht nur zwischen den beiden Laufrädern unterscheidet, sondern auch innerhalb eines Laufrads entlang des Umfangs Schaufeln mit unterschiedlichen Schaufelprofilen angeordnet sind.
Einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens zufolge ist vorgesehen, dass die einander zugewandten Oberflächen der einander zugeordneten Schaufeln des ersten Laufrads und des zweiten Laufrads in einem überlappenden Bereich jeweils einen gleichbleibenden Abstand zu einer gedachten Wendelfläche aufweisen, sodass bei einer schraubenförmigen Verlagerung des ersten Laufrads relativ zu dem zweiten Laufrad entlang der Wendelfläche ein Abstand der einander zugewandten Oberflächen in dem überlappenden Bereich gleichbleibend groß ist. Die gedachte Wendelfläche verläuft entlang der durch die Zwangsführung vorgegebenen schraubenförmigen Verlagerung der beiden Laufräder und damit der jeweils einander zugeordneten und an den beiden Laufrädern angeordneten Schaufeln. Durch einen gleichbleibenden Abstand der einander zugewandten Oberflächen der beiden einander zugeordneten Schaufeln über den gesamten Überlappungsbereich hinweg bleibt dieser Abstand bei einer Verlagerung der beiden Laufräder relativ zueinander unverändert, was eine besonders einfache Auslegung des mit der zwangsgeführten Verlagerung abgedeckten Kennfeldes der Strömungsmaschine und damit einhergehend eine einfache und zuverlässige Einrichtung der Strömungsmaschine ermöglicht.
Eine einfache Einrichtung und individuelle Anpassung der Strömungsmaschine und deren besonders zuverlässiger Betrieb bei gleichbleibenden Betriebsbedingungen wird optional dadurch begünstigt, dass das erste Laufrad relativ zu dem zweiten Laufrad in einer vorgebbaren Relativposition zueinander formschlüssig festlegbar ist. Eine formschlüssige Festlegung kann beispielsweise durch eine in mehreren verschiedenen Rastpositionen verrastbare Rasteinrichtung bewirkt werden, die eine relative Verlagerung der beiden Laufräder an mehreren verschiedenen Positionen fixieren kann. An Stelle einer Rasteinrichtung kann auch ein manuell oder automatisiert betätigbares Sperrglied vorgesehen sein, welches zwischen einer die relative Verlagerung der beiden Laufräder zueinander ermöglichenden Verlagerungsposition und einer die relative Verlagerung blockierenden Sperrposition verlagert werden kann, um die zwangsgeführte Verlagerung freizugeben oder die beiden Laufräder in einer vorgegebenen Anordnung relativ zueinander festzulegen.
Optional ist dabei vorgesehen, dass das an dem ersten Laufrad und an dem zweiten Laufrad ein vorzugsweise radial verlagerbares Sperrelement und mehrere Ausnehmungen so angeordnet sind, dass das erste Laufrad relativ zu dem zweiten Laufrad in einer durch einen formschlüssigen Eingriff des Sperrelements mit einer der Ausnehmungen vorgegebenen Relativposition festlegbar ist.
Um die beiden Laufräder unabhängig von einzelnen durch Ausnehmungen oder Rasteingriffe vorgegebenen Positionen in einer beliebig innerhalb der Zwangsführung vorgegebenen Anordnung der beiden Laufräder zueinander formschlüssig festlegen zu können ist gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens vorgesehen, dass das erste Laufrad und das zweite Laufrad zusätzlich zu der Zwangsführung auch über einen Gewindeeingriff miteinander in Verbindung stehen. Durch den Gewindeeingriff kann in einfacher Weise innerhalb des durch die Zwangsführung vorgegebenen Verstellbereichs eine Verstellung der beiden Laufräder zueinander vorgegeben und fixiert werden. Für die formschlüssige Festlegung kann der Gewindeeingriff durch die Festlegung eines Gewindeelements relativ zu dem anderen Gewindeelement fixiert werden. Es ist ebenfalls möglich, den Gewindeeingriff selbsthemmend auszugestalten.
Der Gewindeeingriff kann in der axialen Richtung der Strömungsmaschine verlagerbar ausgebildet bzw. ausgerichtet sein. Es ist ebenfalls möglich, dass der Gewindeeingriff in einem Winkel zwischen 0 und 90 Grad oder senkrecht zu der axialen Richtung der Strömungsmaschine ausgerichtet und die Gewindeelemente in dieser Richtung relativ zueinander verlagerbar sind.
Einer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens zufolge ist vorgesehen, dass das erste Laufrad relativ zu dem zweiten Laufrad manuell verstellbar ist. Eine Verstellung der Laufräder relativ zueinander ist üblicherweise nur einmal während der Einrichtung der Strömungsmaschine erforderlich. Der konstruktive Herstellungsaufwand Für eine manuelle Verstellmöglichkeit ist vergleichsweise gering und ermöglicht eine kostengünstige Ausgestaltung und Herstellung der Strömungsmaschine.
Es ist ebenso denkbar und optional möglich, dass das erste Laufrad relativ zu dem zweiten Laufrad mit einem antreibbaren Aktor verstellbar ist. Eine automatisierbare Verstellung der beiden Laufräder relativ zueinander erlaubt eine besonders komfortable Verstellung der beiden Laufräder während der Einrichtung der Strömungsmaschine. Zudem wird dadurch auch eine automatisierte Verstellung der Laufräder während des Betriebs der Strömungsmaschine ermöglicht. Mit einer aktorbetätigten Verstellung der Laufräder wird beispielsweise in Kombination mit geeigneten Sensoren auch eine Regelung des Betriebs der Strömungsmaschine ermöglicht. Auf Grund der Zwangsführung der relativ zueinander verstellbaren Laufräder kann eine aktorbetätigte Verstellung der beiden Laufräder relativ zueinander in einfacher Weise mit verschiedenen Aktoren und Wirkmechanismen ermöglicht werden.
Einer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens zufolge ist vorgesehen, dass der antreibbare Aktor ein Zahngetriebe aufweist. Mit einem Zahngetriebe kann kostengünstig eine zuverlässige und präzise Verstellung der beiden Laufräder relativ zueinander bewirkt werden. Das Zahngetriebe kann über einen Schrittmotor verstellt und in einer vorgegebenen Position festgelegt werden.
Gemäß einer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens kann vorgesehen sein, dass der antreibbare Aktor einen Wanderwellenantrieb aufweist. Mit den Piezoaktoren oder Schallgebern werden resonante Schwingungen erzeugt und zu üblicherweise in Umfangsrichtung fortlaufenden Wellen überlagert, die dann mittels eines Reibschlusses eine Verlagerung der beiden Laufräder relativ zueinander bewirken. Mit einem Wanderwellenantrieb ist eine sehr präzise Verstellung der beiden Laufräder relativ zueinander beispielsweise mit Hilfe von geeigneten Piezoaktoren oder Schallgebern möglich.
Im Hinblick auf eine als besonders vorteilhaft erachtete Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass der antreibbare Aktor einen verlagerbaren Druckkolben aufweist, der mit einem fluidgefüllten Druckbehälter in Wirkverbindung steht. Mit einer fluidbetätigten Verstellung der Laufräder können sehr hohe Stellkräfte erzeugt und auf die beiden Laufräder ausgeübt werden. Durch eine geeignete Dimensionierung des verlagerbaren Druckkolbens und des Druckbehälters sowie der für die Fluidbetätigung relevanten und mit dem Fluid in Kontakt stehenden Wirkflächen kann eine vorteilhafte Übersetzung der Druckkräfte vorgegeben werden. Der für die Fluidbetätigung erforderliche Druck kann mit Hilfe von verschiedenen Wirkprinzipien bzw. mit unterschiedlichen Aktoren erzeugt werden. Es ist ebenfalls denkbar, dass die Fluidbetätigung manuell erfolgen kann und beispielsweise über einen elastischen Pumpenbeutel bewirkt wird, der über eine Ventileinrichtung mit dem Druckbehälter verbunden ist.
Eine sich an verschiedene Betriebszustände automatisch anpassende Verstellung der Laufräder zueinander kann optional dadurch bewirkt werden, dass der fluidgefüllte Druckbehälter fluidleitend mit einem ersten Fluideinlass und mit einem in axialer Richtung beabstandet angeordneten zweiten Fluideinlass verbunden ist, und dass der fluidgefüllte Druckbehälter mit einem durch den ersten Fluideinlass oder durch den zweiten Fluideinlass einströmenden Fluid befüllbar ist und dadurch mit einem Differenzdruck relativ zu dem an die Strömungsmaschine anströmenden Fluid druckbeaufschlagbar ist. Je größer der Differenzdruck zwischen dem ersten Fluideinlass und dem zweiten Fluideinlass des Druckbehälters ist, umso größer kann eine relative Verstellung zwischen den beiden Laufrädern vorgegeben werden. Durch die Ausnutzung eines Differenzdrucks innerhalb der Strömungsmaschine oder in einem Bereich in der Umgebung der Strömungsmaschine kann ohne eine gesonderte oder externe Energieversorgung eine geeignete Verstellung der Laufräder zueinander und damit einhergehend ein effizienter Betrieb der Strömungsmaschine vorgegeben werden. Eine derartige Verstellung der Strömungsmaschine erlaubt einen autarken und gleichwohl besonders effizienten Betrieb der Strömungsmaschine.
Durch eine geeignete Ventileinrichtung kann eine durch den Differenzdruck bewirkte Verstellung fixiert oder beeinflusst werden. Die Ventileinrichtung kann wahlweise manuell betätigt oder aber automatisiert gesteuert oder geregelt betrieben werden.
Nachfolgend werden verschiedene beispielhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens näher erläutert, die in der Zeichnung schematisch dargestellt sind. Es zeigt:

1 eine perspektivische Ansicht einer Strömungsmaschine mit einer Axiallaufradanordnung bestehend aus zwei Laufrädern und mit an den beiden Laufrädern in Umfangsrichtung verteilt angeordneten Schaufeln, wobei die zwei Laufräder relativ zueinander in einer ersten axial zusammengezogenen Betriebsstellung angeordnet sind,
2 eine perspektivische Ansicht der in 1 gezeigten Strömungsmaschine, wobei die zwei Laufräder relativ zueinander in einer zweiten axial weiter beabstandeten Betriebsstellung angeordnet sind,
3 eine schematische Darstellung einer Schnittansicht von zwei einander zugeordneten Schaufeln einer Strömungsmaschine mit einem axial verschiebbaren Vorlaufrad,
4 eine schematische Darstellung einer Schnittansicht gemäß 3, wobei die Strömungsmaschine ein axial verschiebbares Nachlaufrad aufweist,
5 eine schematische Darstellung einer Schnittansicht von zwei einander zugeordneten Schaufeln, die auf verschiedenen Laufrädern angeordnet sind, die relativ zueinander in einer zusammengezogenen Betriebsstellung angeordnet sind,
6 eine schematische Darstellung der beiden einander zugeordneten Schaufeln in einer weiter beabstandeten Betriebsstellung der beiden Laufräder,
7 eine schematische Schnittansicht einer Strömungsmaschine mit zwei Laufrädern und mit an den beiden Laufrädern jeweils in Umfangsrichtung verteilt angeordneten Schaufeln, wobei die beiden Laufräder relativ zueinander in einer vorgegebenen Betriebsstellung formschlüssig mit Hilfe eines rastenden Druckknopfs festgelegt sind,
8 eine schematische Seitenansicht der in 7 gezeigten Strömungsmaschine, wobei die beiden Laufräder relativ zueinander in mehreren in axialer Richtung beabstandet vorgegebenen Rastpositionen für den rastenden Druckknopf fixiert werden können,
9 eine schematische Schnittansicht für eine abweichend ausgestaltete Strömungsmaschine, bei welcher die beiden Laufräder über einen Gewindeeingriff mit einer axial verlaufenden Gewindestange in axialer Richtung beabstandet fixiert werden können,
10 eine schematische Schnittansicht für eine wiederum abweichend ausgestaltete Strömungsmaschine, bei welcher eine axiale Verlagerung der beiden Laufräder relativ zueinander mit einem Elektromotor und einem Zahngetriebe bewirkt werden kann,
11 eine schematische Schnittansicht durch eine Strömungsmaschine, bei welcher eine axiale Verlagerung eines axial verstellbaren Vorlaufrads relativ zu einem axial fixierten Nachlaufrad mit einem Wanderwellenantrieb bewirkt werden kann,
12 eine schematische Schnittansicht durch eine Strömungsmaschine, bei welcher eine axiale Verlagerung eines axial verstellbaren Nachlaufrads relativ zu einem axial fixierten Vorlaufrad mit einem Wanderwellenantrieb bewirkt werden kann,
13 eine schematische Schnittansicht durch eine abweichend ausgestaltete Strömungsmaschine, bei welcher eine axiale Verlagerung der beiden Laufräder relativ zueinander mit Hilfe eines fluidgefüllten Druckbehälters bewirkt werden kann, der über eine in axialer Richtung auftretende Druckdifferenz des die Strömungsmaschine durchströmenden Fluids befüllt und mit Druck beaufschlagt werden kann.

In den 1 und 2 ist exemplarisch ein Ausführungsbeispiel einer Strömungsmaschine 1 abgebildet. Die Strömungsmaschine 1 weist eine um eine axiale Achse 2 drehbar gelagerte Axiallaufradanordnung 3 auf. Die Axiallaufradanordnung 3 weist seinerseits ein erstes Laufrad 4 mit einer entlang eines Umfangsrands des ersten Laufrads 4 angeordneten Anzahl von ersten Schaufeln 5 und ein zweites Laufrad 6 mit einer entlang eines Umfangsrands des zweiten Laufrads 6 angeordneten Anzahl von zweiten Schaufeln 7 auf. Das erste Laufrad 4 und das zweite Laufrad 6 sind längs der axialen Achse 2 axial versetzt zueinander angeordnet und können zu einer Rotationsbewegung um die axiale Achse 2 angetrieben werden. Die Anordnung und Festlegung der Strömungsmaschine 1 in einer Anlage oder dergleichen sowie ein für die Rotationsbewegung verwendeter Antrieb ist in den 1 und 2 sowie in weiteren Abbildungen nicht dargestellt.
Das erste Laufrad 4 und das zweite Laufrad 6 sind relativ zueinander sowohl in axialer Richtung als auch in Umfangsrichtung so angeordnet, dass jeweils eine erste Schaufel 5 des ersten Laufrads 4 und eine zweite Schaufel 7 des zweiten Laufrads 6 einander zugeordnet sind und eine kombinierte Gesamtschaufel 8 bilden. Die strömungstechnischen Eigenschaften der Axiallaufradanordnung 3 werden deshalb nicht maßgeblich durch die für sich betrachteten strömungstechnischen Eigenschaften der ersten Schaufeln 5 und der zweiten Schaufeln 7 vorgegeben, sondern durch die strömungstechnischen Eigenschaften der von den beiden einzelnen Schaufeln 5 und 7 jeweils gebildeten Gesamtschaufeln 8. Das erste Laufrad 4 und das zweite Laufrad 6 können sowohl in axialer Richtung als auch in Umfangsrichtung relativ zueinander verstellt werden, wodurch auch eine Verstellung der ersten Schaufeln 5 und der zweiten Schaufeln 7 der kombinierten Gesamtschaufel 8 relativ zueinander bewirkt wird. Auf diese Weise können die strömungstechnischen Eigenschaften der rotierenden Axiallaufradanordnung 3 gezielt beeinflusst werden.
Für viele Anwendungsbereiche einer Strömungsmaschine 1 ist es nicht notwendig, dass die ersten Schaufeln 5 und die zweiten Schaufeln 7 relativ zueinander beliebig längs der axialen Achse 2, beliebig in Umfangsrichtung und beliebig mit der jeweiligen Ausrichtung relativ zu der axialen Achse 2 verstellt werden können. Der für eine derart aufwendige Verstellung aller einzelnen Schaufeln erforderliche Aufwand ist vergleichsweise hoch und kann oftmals nur durch geschultes Fachpersonal durchgeführt werden. Es ist deshalb erfindungsgemäß vorgesehen, dass das erste Laufrad 4 und das zweite Laufrad 6 über eine in den 1 und 2 nicht näher dargestellte und lediglich durch einen Pfeil angedeutete Zwangsführung 9 relativ zueinander verlagerbar sind. Die Zwangsführung 9 bewirkt sowohl eine relative Verlagerung in einer axialen Richtung als auch eine relative Verlagerung in einer Umfangsrichtung, sodass dadurch eine Schaufellänge 1 der kombinierten Gesamtschaufeln 8 verändert wird.
Die Zwangsführung 9 kann durch eine beliebige Wirkverbindung zwischen den beiden Laufrädern 4, 6 bewirkt werden und beispielsweise einen formschlüssigen Eingriff einer geeigneten Ausformung in eine Nut gebildet werden. Es ist ebenfalls denkbar, dass die Zwangsführung 9 eine Führungsschiene oder eine Führungsfläche beziehungsweise mehrere Führungsschienen oder Führungsflächen aufweist, entlang derer eine Ausformung zwangsgeführt ist und dadurch eine Verlagerung der beiden Laufräder 4, 6 relativ zueinander vorgegeben ist.
In 1 sind die zwei Laufräder 4, 6 der Strömungsmaschine 1 relativ zueinander in einer ersten axial zusammengezogenen Betriebsstellung angeordnet, in welcher die ersten und zweiten Schaufeln 5, 7 sich über einen größeren axialen Bereich hinweg überlappen. Die Schaufellänge 1 der von den ersten und zweiten Schaufeln 5, 7 gebildeten Gesamtschaufeln 8 weist in der axial zusammengezogenen Betriebsstellung eine Länge l₁ auf. Die Zwangsführung 9 erzwingt bei einer Verstellung der beiden Laufräder 4, 6 zueinander eine schraubenförmige Verlagerung der beiden Laufräder 4, 6 zueinander, wobei eine Schraubenlinie der schraubenförmigen Verlagerung entlang einer Skelettlinie einer kombinierten Gesamtschaufel 8 verläuft. Eine derartige Verstellung der beiden Laufräder 4, 6 zueinander entspricht auf Grund der Zwangsführung im Wesentlichen einer eindimensionalen Relativbewegung, die ohne größeren Aufwand sowohl manuell als auch automatisiert betätigt durchgeführt werden kann. In 2 sind die zwei Laufräder 4, 6 der Strömungsmaschine 1 relativ zueinander in einer zweiten und axial weiter beabstandeten Betriebsstellung angeordnet. Die Schaufellänge 1 der Gesamtschaufeln 8, die jeweils von den längs der axialen Achse 2 weiter auseinandergezogenen Schaufeln 5, 7 gebildet wird, weist eine Länge l₂ auf, wobei die Länge l₂ größer als die Länge l₁ ist. Auf diese Weise können mit einer wegen der Zwangsführung 9 sehr einfach und unkompliziert durchführbaren Verstellung der beiden Laufräder 4, 6 zueinander die Schaufellänge 1 der Gesamtschaufeln 8 und damit die strömungstechnischen Eigenschaften der Strömungsmaschine 1 beeinflusst und verändert werden.
In den 3 und 4 sind stark vereinfacht dargestellte Schnittansichten durch eine Gesamtschaufel 8 abgebildet. Die Gesamtschaufel 8 wird jeweils durch eine erste Schaufel 5, die an einem ersten Laufrad 4 festgelegt ist, und durch eine zweite Schaufel 7 gebildet, die an einem zweiten Laufrad 6 festgelegt ist. Die beiden Laufräder 4, 6 sind in den 3 und 4 nicht dargestellt. Für eine Verlagerung der beiden Laufräder 4, 6 relativ zueinander ist es grundsätzlich möglich, dass entweder das in Strömungsrichtung zuerst angeströmte erste Laufrad 4, welches auch als Vorlaufrad bezeichnet werden kann, über die Zwangsführung 9 verlagert werden kann, während das in Strömungsrichtung anschließend angeströmte zweite Laufrad 6, welches auch als Nachlaufrad bezeichnet werden kann, in axialer Richtung festgelegt ist. Eine derartige Ausgestaltung einer Strömungsmaschine 1 mit einem axial verstellbaren Vorlaufrad, bzw. ersten Laufrad 4 ist in 3 abgebildet. Eine Schnittansicht durch die beiden Schaufeln 5, 7 bei einer Strömungsmaschine 1 mit einem axial verstellbaren ersten Laufrad 4 relativ zu einem axial festgelegten zweiten Laufrad 6 wird in 3 sowie in weiteren Abbildungen mit A bezeichnet. Es ist ebenfalls denkbar, dass das zweite Laufrad 6, welches in Strömungsrichtung hinter dem ersten Laufrad 4 angeordnet ist, in axialer Richtung verstellbar gelagert und über die Zwangsführung 9 verstellt werden kann, während das erste Laufrad 4 in axialer Richtung festgelegt ist. Eine Schnittansicht durch die beiden Schaufeln 5, 7 bei einer Strömungsmaschine 1 mit einem axial verstellbaren zweiten Laufrad 6 wird in 4 gezeigt und dort sowie in weiteren Abbildungen mit B bezeichnet.
Die beiden einander zugeordneten Schaufeln 5, 7 können in einem einander überlappenden Bereich 10 hinsichtlich ihrer Formgebung so ausgestaltet sein, dass einander zugewandte Oberflächen 11, 12 der einander zugeordneten Schaufeln 5, 7 des ersten Laufrads 4 und des zweiten Laufrads 6 in dem überlappenden Bereich 10 jeweils einen gleichbleibenden Abstand zueinander beziehungsweise zu einer gedachten Wendelfläche aufweisen, sodass bei einer schraubenförmigen Verlagerung des ersten Laufrads 4 relativ zu dem zweiten Laufrad 6 entlang der Wendelfläche ein Abstand der einander zugewandten Oberflächen 11, 12 in dem überlappenden Bereich 10 gleichbleibend groß ist. Durch die relative Anordnung der beiden Laufräder 4, 6 zueinander und durch die Zwangsführung 9 wird über einen axialen Verstellbereich der beiden Laufräder 4, 6 ein zwischen den beiden Schaufeln 5, 7 ein Spalt 13 gebildet, der unabhängig von einer jeweiligen Verstellposition gleichbleibend vorgegeben sein kann und vergleichsweise schmal ausgebildet sein kann, sodass sich weder der Spalt 13 noch die in einem mittleren Bereich der Gesamtschaufel 8 befindlichen Profilnasen 14 und Profilhinterkanten 15 übermäßig nachteilig auf die strömungstechnischen Eigenschaften der Gesamtschaufel 8 auswirken.
In den 5 und 6 sind ebenfalls Schnittansichten durch eine Gesamtschaufel 8 gezeigt, die von zwei einander zugeordneten Schaufeln 5, 7 gebildet wird. Die beiden Schaufeln 5, 7 weisen jeweils ein schematisch angedeutetes Schaufelprofil auf. Durch eine Verstellung der beiden Schaufeln 5, 7 relativ zueinander, die durch eine in den 5 und 6 nicht dargestellte Zwangsführung 9 vorgegeben und beschränkt ist, können sowohl die Schaufellänge 1 als auch eine Schaufelwölbung c beeinflusst und verändert werden, wobei die Schaufelwölbung c den größten Abstand einer Skelettlinie der Gesamtschaufel 8 von einer Profilsehne der Gesamtschaufel 8 bezeichnet.
In 7 ist eine schematische Schnittansicht durch eine Strömungsmaschine 1 gezeigt, wobei das erste Laufrad 4 über die nicht im Einzelnen dargestellte Zwangsführung 9 relativ zu dem zweiten Laufrad 6 verlagert werden kann. Die beiden Laufräder 4, 6 können mit einem federbelastet radial nach außen vorspringenden und in eine daran angepasste Ausnehmung 16 eingreifenden Druckknopf 17 in einer vorgegebenen Relativposition formschlüssig festgelegt werden. Der Druckknopf 17 bildet ein formschlüssig eingreifendes Sperrelement, mit welchem die beiden Laufräder 4, 6 relativ zueinander verrastet und festgelegt sind.
In 8 ist eine schematische Seitenansicht der in 7 gezeigten Strömungsmaschine 1 dargestellt, wobei die Seitenansicht die Strömungsmaschine 1 in Umfangsrichtung aus einer anderen Blickrichtung zeigt. Entlang einer durch die Zwangsführung 9 vorgegebenen Schraubenlinie sind mehrere Ausnehmungen 16 ausgebildet, sodass die beiden Laufräder 4, 6 in mehreren verschiedenen Relativpositionen zueinander formschlüssig festgelegt werden können. Die in den 7 und 8 gezeigte Strömungsmaschine 1 weist ein axial verlagerbares erstes Laufrad 4 auf, welches auch durch die mit A-A bezeichnete Schnittlinie durch die beiden Schaufeln 5, 7 angedeutet ist, die grundsätzlich einer in 3 gezeigten und mit A bezeichneten Schnittansicht entspricht.
Bei der in 9 schematisch dargestellten Ausgestaltung der Strömungsmaschine 1 weist das zweite Laufrad 6 eine Hohlwelle 18 auf, in welcher eine mit dem ersten Laufrad 4 in axialer Richtung festgelegte Schraube 19 gelagert ist. Die Schraube 19 steht über einen Gewindeeingriff 20 mit dem zweiten Laufrad 6 in Eingriff. Durch ein Verdrehen der auf einer dem ersten Laufrad 4 abgewandten Stirnseite 21 der Hohlwelle 18 herausragenden Schraube 19 kann eine axiale Verlagerung des ersten Laufrads 4 relativ zu dem zweiten Laufrad 6 bewirkt werden. Über die in 9 nicht dargestellte Zwangsführung 9 wird dabei auch eine Verlagerung der beiden Laufräder 4, 6 und damit der beiden einander zugeordneten Schaufeln 5, 7 zueinander in Umfangsrichtung vorgegeben.
Bei der in 10 exemplarisch gezeigten Ausführungsform einer Strömungsmaschine wird eine axiale Verlagerung der beiden Laufräder 4, 6 durch einen Elektromotor 22 mit einem Stirnzahnrad 23 bewirkt, wobei das Stirnzahnrad 23 mit einem sich sowohl in Umfangsrichtung als auch in axialer Richtung erstreckenden Zahnkranz 24 in Eingriff steht. Bei einer Betätigung des Elektromotors 22 wird über die in 10 nicht näher gezeigte Zwangsführung 9 eine Verstellung der beiden Laufräder 4, 6 in axialer Richtung sowie in Umfangsrichtung bewirkt.
In den 11 und 12 sind beispielhaft zwei verschiedene Varianten einer Strömungsmaschine 1 dargestellt, bei welcher die Verlagerung der beiden Laufräder 4, 6 über einen schematisch angedeuteten Wanderwellenantrieb 26 bewirkt wird. Während bei der in 11 gezeigten Ausführungsvariante das erste Laufrad 4 relativ zu dem axial feststehenden zweiten Laufrad 6 axial verlagert werden kann, wird bei der in 12 gezeigten Ausführungsvariante das zweite Laufrad 6 relativ zu dem axial feststehenden ersten Laufrad 4 axial verlagert.
In 13 ist lediglich schematisch eine Ausgestaltung einer Strömungsmaschine 1 dargestellt, bei welcher das zweite Laufrad 6 einen verlagerbaren Druckkolben 27 bildet, der mit einem fluidgefüllten Druckbehälter 28 in Wirkverbindung steht, der in dem ersten Laufrad 4 ausgebildet ist. Auf diese Weise kann eine hydraulisch betätigbare Verlagerung der beiden Laufräder 4, 6 bewirkt werden.
Bei dem in 13 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der fluidgefüllte Druckbehälter 28 fluidleitend mit einem ersten Fluideinlass 29 und mit einem in axialer Richtung beabstandet angeordneten zweiten Fluideinlass 30 verbunden, wobei der fluidgefüllte Druckbehälter 28 mit einem durch den ersten Fluideinlass 29 oder durch den zweiten Fluideinlass 30 einströmenden Fluid befüllbar ist. Bei dem Fluid kann es sich um das durch die Strömungsmaschine 1 hindurchströmende Fluid wie beispielsweise Luft oder eine Flüssigkeit handeln. Durch den sich während des Betriebs der Strömungsmaschine 1 zwischen den beiden längs der axialen Achse 2 beabstandet angeordneten Fluideinlässen 29 und 30 ausbildenden Differenzdruck können ein Füllstand und eine Druckbeaufschlagung des fluidgefüllten Druckbehälters 28 vorgegeben werden, ohne dass hierfür eine externe Energiezufuhr notwendig ist. Bei Bedarf kann der fluidgefüllte Druckbehälter 28 mit einem nicht dargestellten Druckverstärker ausgestattet sein. Über Ventileinrichtungen 31, 32 können ein Füllstand und ein Laufradverstelldruck des Fluids in dem fluidgefüllten Druckbehälter 28 vorgegeben werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

GB 1085390 A [0010]

Claims

Strömungsmaschine (1) mit einer verstellbaren Axiallaufradanordnung (3), wobei die Axiallaufradanordnung (3) ein erstes Laufrad (4) mit einer entlang eines Umfangsrands des ersten Laufrads (4) angeordneten Anzahl von ersten Schaufeln (5) und ein zweites Laufrad (6) mit einer entlang eines Umfangsrands des zweiten Laufrads (6) angeordneten Anzahl von zweiten Schaufeln (7) aufweist, wobei das erste Laufrad (4) und das zweite Laufrad (6) längs einer axialen Achse (2) axial versetzt zueinander angeordnet und konzentrisch um die axiale Achse (2) rotierend antreibbar sind, wobei jeweils eine erste Schaufel (5) des ersten Laufrads (4) und eine zweite Schaufel (7) des zweiten Laufrads (6) einander zugeordnet sind und eine kombinierte Gesamtschaufel (8) bilden, und wobei die erste Schaufel (5) und die zweite Schaufel (7) der kombinierten Gesamtschaufel (8) relativ zueinander verstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Laufrad (4) und das zweite Laufrad (6) über eine Zwangsführung (9) relativ zueinander verlagerbar sind, wobei die Zwangsführung (9) sowohl eine relative Verlagerung in einer axialen Richtung als auch eine relative Verlagerung in einer Umfangsrichtung bewirkt, sodass dadurch eine Schaufellänge 1 der kombinierten Gesamtschaufeln (8) verändert wird.
Strömungsmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwangsführung (9) gleichzeitig eine relative Verlagerung der beiden Laufräder (4, 6) in der axialen Richtung und in der Umfangsrichtung bewirkt.
Strömungsmaschine (1) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Laufrad (4) relativ zu dem zweiten Laufrad (6) entlang einer Schraubenlinie verlagerbar ist.
Strömungsmaschine (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenlinie entlang einer Skelettlinie einer kombinierten Gesamtschaufel (8) verläuft.
Strömungsmaschine (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einander zugewandten Oberflächen (11, 12) der einander zugeordneten Schaufeln (5, 7) des ersten Laufrads (4) und des zweiten Laufrads (6) in einem überlappenden Bereich (10) jeweils einen gleichbleibenden Abstand zu einer gedachten Wendelfläche aufweisen, sodass bei einer schraubenförmigen Verlagerung des ersten Laufrads (4) relativ zu dem zweiten Laufrad (6) entlang der Wendelfläche ein Abstand der einander zugewandten Oberflächen (11, 12) in dem überlappenden Bereich (10) gleichbleibend groß ist.
Strömungsmaschine (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Laufrad (4) relativ zu dem zweiten Laufrad (6) in einer vorgebbaren Relativposition zueinander formschlüssig festlegbar ist.
Strömungsmaschine (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das an dem ersten Laufrad (4) und an dem zweiten Laufrad (6) ein vorzugsweise radial verlagerbares Sperrelement und mehrere Ausnehmungen (16) so angeordnet sind, dass das erste Laufrad (4) relativ zu dem zweiten Laufrad (6) in einer durch einen formschlüssigen Eingriff des Sperrelements mit einer der Ausnehmungen (16) vorgegebenen Relativposition festlegbar ist.
Strömungsmaschine (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Laufrad (4) und das zweite Laufrad (6) zusätzlich zu der Zwangsführung (9) auch über einen axialen verlagerbaren Gewindeeingriff miteinander in Verbindung stehen.
Strömungsmaschine (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Laufrad (4) relativ zu dem zweiten Laufrad (6) manuell verstellbar ist.
Strömungsmaschine (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Laufrad (4) relativ zu dem zweiten Laufrad (6) mit einem antreibbaren Aktor verstellbar ist.
Strömungsmaschine (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der antreibbare Aktor ein Zahngetriebe aufweist.
Strömungsmaschine (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der antreibbare Aktor einen Wanderwellenantrieb (26) aufweist.
Strömungsmaschine (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der antreibbare Aktor einen verlagerbaren Druckkolben (27) aufweist, der mit einem fluidgefüllten Druckbehälter (28) in Wirkverbindung steht.
Strömungsmaschine (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der fluidgefüllte Druckbehälter (28) fluidleitend mit einem ersten Fluideinlass (29) und mit einem in axialer Richtung beabstandet angeordneten zweiten Fluideinlass (30) verbunden ist, und dass der fluidgefüllte Druckbehälter (28) mit einem durch den ersten Fluideinlass (29) oder durch den zweiten Fluideinlass (30) einströmenden Fluid befüllbar ist und dadurch mit einem Differenzdruck relativ zu dem an die Strömungsmaschine (1) anströmenden Fluid druckbeaufschlagbar ist.