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Schaufelbefestigung Die Erfindung betrifft ein Schaufelrad, bestehend
aus einem zweiteiligen Schaufelträger mit in.Achsrichtung aneinandergespannten Teilen
und einem Kranz von einzeln zwischen den beiden Teilendes Schaufelträgers mittels
radialer Zapfen eingesetzten Schaufeln und mit einer formsohlüasigen Fliehkraftsicherung,
z.B. einem Bund an dem Schaufelzapfen. Solche Schaufelträger weisen im allgemeinen
einen Rabenteil sowie einen Befestigungsring od.dgl. auf; zwischen diesen Teilen
sind die im Querschnitt kreisrunden Schaufelzapfen fliegend gelagert.
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Bei der Montage des Schaufelrades wird die einzelne Schaufel mit ihrem
Zapfen in die entsprechende Ausnehmung des Schaufelträgers eingesetzt und dann derart
um ihre eigene Achse gedreht, daß die Profilsehne des Schaufelblattes einen bestimmten,
für die Strömung erforderlichen Anstellwinkel zur Strömungsrichtung einnimmt. Diese
Einstellung, im allgemeinen unter Zuhilfenahme einer Einstellvorrichtung durchgeführt,
erfordert die besondere Aufmerksamkeit des Monteurs und ist daher mit einem gewissen
Zeitaufwand verbunden. Die einmal ermittelte, winkelgerechte Schaufelstellung mu.B
natürlich noch durch entsprechende Sicherungselemente gegen Verdrehung festgehalten
werden. Dies geschieht z.B, dadurch, daß bei der Montage eine in Schaufelacharichtung
verlaufende Bohrung in Schaufelträger und Schaufelblatt zugleich angebracht wird,
und daß in diese Bohrung sodann ein Haltestift eingesetzt wird. Die ganze bisher
übliche Ausführung von Schaufel und Schaufelträger erscheint recht umständlich und
macht den Zusammenbau arbeitsaufwendig, zugleich bietet sie aber auch keine Garantie
für einen winkelgerechten Zusammenbau. .
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Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Schaufeln und den Schaufelträger
so auszubilden, daß die Schaufeln mit völliger Sicherheit winkelgerecht eingebaut
werden, ferner, daß der Einbau weniger Zeit als seither in Anspruch nimmt. Gemäß
der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß in an sich bekannter Weise zum einen
am Schaufelzapfen oder am Bund eine zur Schaufelachse zumindest annähernd parallele,
ebene Seitenfläche gebildet ist, und dsß zum anderen an einem der Schaufelträgerteile
eine mit den genannten Seitenflächen mittelbar oder unmittelbar zusammenwirkende,
vorzugsweise durch einen ein-
Zeitlichen spanabhebenden Bearbeitungsgang
herzustellende.Änlägeflä-:he vorgesehen ist. Bei einer solchen Ausbildung, bei der
die genannte Seitenfläche unter dem gewünschten Anstellwinkel zur Profilsehne ies
Schaufelblattes angeordnet ist, lassen sich die beteiligten Elenente, Schaufeln
und Schaufelträger, nur derart ineinanderfügen, daß Bich Seitenflächen und Anlagefläche
decken. Die richtige Winkellage srgibt sich also zwangsläufig und mühelos; eine
andere,d.h..falsche finkellage ist ausgeschlossen. Die beiden aufeinanderliegenden
Flä-,.hen stellen aber außerdem eine formschlüssige Verbindung dar, die nachträgliches,
unbeabsichtigtes Verdrehen unmöglich macht. Zusammenfassend kann also gesagt werden,
daß ein Schaufelrad gemäß der Erfindung in winkelgerechter Weise und narrensicher
zusammengebaut wird, daß der Zusammenbau in kürzester Zeit von ungeschulten Kräften
und ohne Einbauhilfen, wie Schablonen od.dgl., durchgeführt wird, und daß zusätzliche
Mittel, wie Haltestifte usw., gegen nachträgliches, unbeabsichtigtes Verdrehen überflüssig
sind. Zweckmäßig weist der Schaufelträger eine für die Seitenflächen aller Schaufeln
gemeinsame Anlagefläche.auf, die z.B. durch Drehen in einem Arbeitsgang hergestellt
wird.
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Die Erfindung besteht mit anderen Worten darin, daß, ausgehend von
einem Radialschaufelrad, welches aus einem Schaufelträger und einem Kranz von einzelnen
in diesen eingesetzten Schaufeln besteht und welches z.B. gemäß der britischen Patentschrift
422 342 mit einer Verdrehungssicherung für die Schaufeln in Form einer an jeder
Schaufel vorgesehenen zur Schaufelachse zumindest annähernd parallelen ebenen Seitenfläche
-und einer am Schaufelträger vorgesehenen entsprechenden Anlagefläche ausgerüstet
ist, in Anwendung auf Axialschaufelräder mit radialen Schaufelzapfen die Anlageflächen
der Schaufeln von einer angefrästen.Fläche am Schaufelzapfen bzw. einem mit diesem
verbundenen Fliehkraftsicherungsbund gebildet wird.
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Gemäß einem weiteren-Gedanken der Erfindung wird der Bund vorteilhaft
zylindrisch, und zwar vorzugsweise zum Schaufelzapfen gleichachsig ausgebildet,
während die Seitenflächen durch Abschneiden bzw. Herausschneiden eines Segmentes
gebildet werden. Bei einer solchen Ausbildung werden Zapfen und Bund z.B. durch
Drehen hergestellt; es verbleibt dann noch das Abschneiden eines entsprechenden
Segmentes vom Bund. Daraus ergibt sich-der Vorteil, daß die Schaufeln mit Zapfen
und Bund, aber ohne Seitenflgche am Bund, in großen Stückzahlen im voraus hergestellt
und auf =Lager gelegt werden können,--das:-entsprechende Segment aber erst bei Bedarf
nachträglich unter dem gewünschten-Winkel abgeschnitten wird.
Nach
'einem weiteren Gedanken der Erfindung kann der Bund' von vorneherein mit einer
Seitenfläche versehen werden, nämlich dann, wenn er als profilgedrehter Körper,
z.B. als Dreikant, hergestellt wird. Das nachträgliche Abschneiden wird hier also
eingespart.
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Ist bereits ein Bund zur Aufnahme der auf .die einzelne Schaufel wirkenden
Fliehkraft vorgesehen, so ist es zweckmässig, gemäss einem Gedanken der Erfindung,
diesen Fliehkraftbund gleichzeitig mit einer Seitenfläche für den winkelgerechten
Einbau auszubilden.
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Zweckmässig wird gemäss der Erfindung vorgesehen, dass der zylindrische
Bund den gleichen Durchmesser wie der Schaufelzapfen hat; bei der Herstellung auf
der Drehbank ist dann nur minimaler Arbeits-und Materialaufwand notwendig. Bei einer
solchen Ausbildung des Bundes wird, gemäss einem weiteren Gedanken der Erfindung,
die Anlagefläche von einem mit dem Schaufelträger bzw. mit dem entsprechenden Schaufelträgerteil
verbundenen, aber gesonderten, konzentrisch zur Radachse angeordneten Ring gebildet.
Durch diese Massnahme kann die den Schaufelzapfen aufnehmende Bohrung im Schaufelträger
in einem Zuge durchgebohrt werden, ohne Rücksicht auf eine entsprechende, aus dem
Schaufelträgerteil vorspringende, eine Anlagefläche aufweisende Nase, die ja sonst
vorgesehen werden müsste.
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Gemäss einem weiteren Gedanken der Erfindung wird vorgesehen, dass
bei jenen Ausführungen mit einem im Durchmesser dem Zapfen gleichen Bund der die
Seitenfläche bildende Zapfenausschnitt in einem gewissen Abstande von den beiden
Zapfenenden angeordnet wird. Bei einer solchen Ausbildung dient das in den Zapfenausschnitt
hineinragende, die Anlagefläche tragende Teil gleichzeiti*azu, die auf die Schaufel
wirkende Fliehkraft aufzunehmen, so dass sich eine besondere Fliehkraftsieherung
erübrigt: Wenn die Aufgabe darin besteht, eine ganze Typenreihe oder Bauserie von
Schaufelrädern herzustellen, mit unterschiedlichen Anstellwinkeln des Schaufelblattes
solcher Bauserien untereinander, dann wird
gemäss einem weiteren Gedanken
der Erfindung vorgesehen, dass die Seitenfläche-am Bund bzw. Zapfen für die unterschiedlichen
Schaufelradtypen
im jeweils entsprechenden Winkel zum Schaufelblatt
angeordnet wird. Der Schaufelträger ist dabei stets der-gleiche, und kann daher
in grossen Stückzahlen hergestellt werden- für eine bestimmte Bauserie ist dann
lediglich der .Bund bzw. Zapfen gemäas dem geforderten Anstellwinkel entsprechend
auszubilden.
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Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt:
-Fß.g. 1 eine Schaufel mit einem im Längssahnitt_dargestellten Schaufelträger; Fig.
la eine Draufsicht auf den Gegenstand der Fig. 1 in Blickrichtung A, mit Ausbildung
des Bundes gemäss Anspruch 2; -Fig. 1b eine Draufsicht auf den Gegenstand der Fig.
3 in Blickrichtung A, mit Ausbildung des Bundes gemäss Anspruch 3; Fig. 2 eine Schaufel
mit einem im Längsschnitt dargestellten Schaufelträger gemäss Anspruch 6, und Fig.
2a eine Schnittansicht B-B der Fig. 2.
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Gleiche oder ähnliche Teile sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
Der in Fig. 1 gezeigte Schaufelträger, der sich aus einer Laufradnabe 1 und einem
von dieser Nabe durch eine Trennfuge 2 getrennten Befestigungsring 3 zusammensetzt,
trägt eine aus Schaufelblatt 4, zylindrischem Schaufelzapfen 5 und Schaufelbund
6 bestehende Schaufel. Der Bund 6 liegt zwecks Einstellung des Schaufelwinkels mit
einer zur Schaufelachse 7 parallelen Seitenfläche 8 an einer entsprechenden Anlagefläche
12 der Laufradnabe 1 an, ferner, zur Fliehkraftsicherung, mit einer zur Schaufelachse
7 im wesentlichem senkrechten Ringfläche 10 än einer entsprechenden, aus Laufradnabe
1 und Befestigungsring 3 gebildeten Ringfläche 13. Fig. List eine Aufrissansicht,
die für verschiedene Grundrisskonturen des Bundes 6 Gültigkeit hat. Zwei 'solcher
voneinander abweichender Bundformen sind in den folgenden Figuren, la und 1b, wiedergegeben.
An
dem in Fig. la dargestellten, zylindrischen Bund 6a ist die zur Schaufelachse 7
parallele Seitenfläche 8a durch Abfräsen eines Segmentes gebildet. Die Seitenfläche
8a liegt an der Anlagefläche 12a der Laufradnabe la an und bildet zur Profilsehne
9 des Schaufelblattes 4 einen Winkel ß . Zum Unterschied des in Fig. la dargestellten
Bundes 6a ist der Bund 6b in Fig. 1b auf einer Profildrehbank hergestellt und weist
ein Dreikantprofil (sog. K-Profil) auf. Die Seitenfläche 8b dieses Profils liegt
an der Anlagefläche 12b der Laufradnabe 1b an. Diese beiden Flächen bilden wiederum
mit der Profilsehne 9 des Schaufelblattes '4 einen Anstellwinkel @j .
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Die in-den Figuren 2 und 2a dargestellte Schaufel hat einen zylindrischen
Bund 6c, .dessen Durchmesser gleich demjenigen des Schaufelzapfens 5 ist. Schaufelbund
6e und Laufradnabe 1c weisen eine Aussparung auf, in die ein zur Laufradachse konzentrischer
Sicherungsring 11 eingefügt ist. Dieser hat eine an der Seitenfläche 8c des Bundes
6c anliegende Anlagefläche 12c zur Winkeleinstellung; ausserdem stellt der Ring
eine Fliehkraftsicherung dar.