DE1628209B2 - Schaufelrad fuer axialgeblaese - Google Patents

Description

ren Flügeln der eingangs näher erläuterten Art zu einen Flügel und die entsprechenden Lagerungsor-

schaffen, bei dem der konstruktive Aufwand für die gane gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,

Lagerung der Schaufeln an der Nabe reduziert ist. F i g. 11 eine Seitenansicht des Wurzelteils des Flü-

. Dieses wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, gels,

daß die beiden Teile Scheiben sind und am äußeren 5 Fig. 12 und 13 Stirn- bzw. Seitenansichten der

Umfang einer jeden Scheibe Zungen angeformt sind, Lagerelemente und

die jeweils in Richtung der anderen Scheibe weisen Fig. 14 und 15 Stirn- bzw. Seitenansichten der

und von denen je eine Zunge einer Scheibe und je Zungen zur Anbringung der Lagerelemente,

eine Zunge der anderen Scheibe in Ausnehmungen in Fig. 1 zeigt einen Flügel 10 eines Gebläses mit

der Wurzel des Flügels eingreifen, wobei jede Zunge io mehreren radial angeordneten Flügeln, die zwischen

ein der Ausnehmung angepaßtes Lagerelement trägt. zwei Scheiben 11 und 12 angeordnet sind, die zusam-

Bei dieser Anordnung sind nur zwei Lager erfor- men eine Nabe bilden und auf einer nicht dargestell-

derlich, um den Flügel gegen Zentrifugalkräfte zu si- ten Welle so angeordnet sind, daß sie axial und rota-

chern und gleichzeitig unter jeden gewünschten Nei- tionsmäßig zur Welle relativ verstellbar sind. In die-

gungswinkel einzustellen. Die Wurzel der Flügel 15 sem Ausführungsbeispiel sind die Scheiben vieleckig

kann einfach ausgebildet sein und braucht lediglich ausgebildet, können aber auch rund sein, und paral-

die beiden Ausnehmungen aufzuweisen, in denen die IeI zueinander unter Freilassung eines Zwischenrau-

an den Zungen vorgesehenen Lagerelemente geführt mes angeordnet. Zur Veränderung des Abstandes

sind. Hierbei ist vorteilhafterweise jedes der zwei zwischen den Scheiben und der gegenseitigen Lage in

Lagerelemente in einer durchgehenden Ausnehmung 20 Umfangsrichtung sind die Scheiben relativ zueinan-

in der Flügelwurzel angeordnet. Die Zentrifugal- der bewegbar.

kräfte werden dadurch über die Hauptsymmetrie- Die Scheiben 11 und 12 weisen jeweils einen

Ebene der Flügel auf die Zungen übertragen. Flansch 13 und 14 an ihrem Umfang auf, wobei die

Eine günstige Einstellbarkeit der Flügel und eine beiden Flansche 13 und 14 gegeneinander gerichtet begrenzte Elastizität in Strömungsrichtung wird da- 25 und so ausgebildet sind, daß zwischen ihnen die Flüdurch erreicht, daß die Lagerelemente als Kugeln gelwurzeln unter einem beliebigen Anstellwinkel in- und die beiden Ausnehmungen in den Wurzeln der nerhalb bestimmter Grenzen geführt sind.
Flügel als Pfannen für diese ausgebildet sind. Die An zwei in Querrichtung zueinander versetzten Lagerelemente können jedoch auch als zylindrische Stellen sind in der Wurzel eines jeden Flügels zwei Walzen mit einer ebenen und einer kugelförmigen 30 Sitze für unverlierbar eingesetzte Kugeln 15,16 vorStirnfläche ausgebildet sein, die ebenfalls in entspre- gesehen, die jeweils Schlitze 17 aufweisen. An den chenden Ausnehmungen in der Flügelwurzel an- Flanschen 13, 14 sind mit Widerhaken versehene geordnet sind. Zungen 18, 19 angeordnet, die als Anlenkpunkte für

Um Schwingungen der Flügel zu dämpfen und den Flügel 10 dienen und in die Schlitze 17 der Ku-

eine Luftzirkulation um die Flügelwurzeln herum zu 35 geln 15 bzw. 16 gesteckt sind.

verhindern, kann der Umfangsrand der Scheiben mit Gemäß F i g. 5 und 6 ist nachgiebig in Schlitze 30 gegeneinander gerichteten, die Zungen tragenden des Flügels 10 eine Platte 20 gesteckt, die unter Flanschen versehen sein, an denen, zur Achse des leichtem Druck an der nach innen weisenden Ober-Schaufelrades weisend, Platten plan anliegen, die an fläche der Flansche 13 und 14 anliegt,
den Lagerelementen befestigt sind. 4° Die Flügel 10 können aus Polypropylen, die Schei-

Das Schaufehrad kann in Gebläsen zur Kühlung ben 11 und 12 aus Stahl, die Kugeln 15 und 16 aus

von Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere Nylon und die Platte 20 aus Nylon oder Polyvinyl-

Kraftfahrzeugmotoren, od. dgl. Anwendung finden, chlorid hergestellt sein.

wobei das Schaufelrad auf die Kühlmitteltemperatur Zur Veränderung des Anstellwinkels der Flügel 10

ansprechende Einrichtungen zum Verstellen der Flü- 45 wird die Scheibe 11 in Richtung der Scheibe 12 oder

gel aufweisen kann. Derartige Einrichtungen können von dieser weg bewegt und in einem geringen Grad

auch selbsttätig oder von Hand ferngesteuert relativ zu dieser verstellt. Die Kugeln 15, 16 werden

werden. auf diese Weise in ihren Sitzen gedreht und der An-

In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele Stellwinkel der Flügel 10 entsprechend verändert,

der Erfindung wiedergegeben, die an Hand der nach- 50 Der Flügel 10 ist in F i g. 3 schwach angestellt

folgenden Beschreibung näher erläutert werden. Es wiedergegeben, wobei sich die Scheiben 11 und 12

zeigt dicht nebeneinander befinden, und in Fig.4 stark

F i g. 1 eine Seitenansicht eines zwischen zwei angestellt, wobei die Scheiben 11, 12 voneinander

Scheiben angeordneten Flügels teilweise im Schnitt, weg bewegt sind. Temperaturempfindliche Organe

F i g. 2 eine Draufsicht eines Flügels, 55 bekannter Ausführung können zwischen den die Flü-

F i g. 3 einen Schnitt gemäß Linie A-A in F i g. 2 gel 10 tragenden Scheiben 11 und 12 vorgesehen und

mit schwach angestelltem Flügel, an diesen so angeschlossen sein, daß eine Änderung

Fig. 4 einen Schnitt gemäß Linie A-A in Fig. 2 des Anstellwinkels der Flügel 10 in Abhängigkeit

mit stark angestelltem Flügel, von der Änderung der Umgebungs- bzw. Bezugstem-

F i g. 5 einen Schnitt gemäß Linie B-B in F i g. 2, 60 peratur erfolgt.

F i g. 6 einen Schnitt gemäß Linie C-C in F i g. 5, Die Platte 20 verhindert die Luftzirkulation durch

F i g. 7 eine perspektivische Teilansicht eines und um die Flügelwurzel herum und wirkt gleichzei-

schwach angestellten Flügels gemäß F i g. 3, tig als federndes Element, das die freie Schwingung

F i g. 8 eine perspektivische Teilansicht eines stark des Flügels um die Kugelgelenke dämpft. Sie gestat-

angestellten Flügels gemäß F i g. 4, 65 tet jedoch, daß der Flügel 10 unter der Wirkung der

F i g. 9 eine der F i g. 4 entsprechende Ansicht Zentrifugalkraft und der Luftbelastung eine Stellung

eines anderen Ausführungsbeispiels, einnimmt, in der ein minimales Biegemoment auf die

Fig. 10 einen radial verlaufenden Schnitt durch Flügelwurzel wirksam ist.

In Fig.9 ist ein zweites Ausführungsbeispiel wiedergegeben. Zungen 118 und 119 sind an Scheiben 111 und 112 ausgebildet, während Flansche fortgelassen sind. Jede Zunge ist ausgestanzt und am freien Rand von einer der Scheiben abgewinkelt. Es ist keine der Platte 20 entsprechende Platte vorgesehen. Die Scheiben 111 und 112 sind jedoch dicht nebeneinander angeordnet und zwischen ihnen ist nur ein so geringer Zwischenraum, daß nur eine vernachlässigbar kleine Rückströmung um die Wurzel erfolgt.

Fig. 10 bis 15 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel. Auf einer Welle 201 ist die Nabe angeordnet. Die Welle 201 weist einen Stirnflansch 202 auf, an dem eine Scheibe 212 der Nabe mittels Schrauben 230 und Muttern 231 befestigt ist. Im Bereich der Scheibe 212 und einer weiteren Scheibe 211 ist ein temperaturempfindliches Organ vorgesehen, das einen Thermostaten 215 aufweist, an dessen von der Scheibe 212 abgewandten Ende ein Fühler 216 angeordnet ist, der durch eine hierfür vorgesehene Öffnung 233 in der Scheibe 211 und durch einen Käfig 234 nach außen geführt und dort von der Umgebungstemperatur beaufschlagt ist. Der Käfig 234 weist einen Sitz 220 für eine Feder 229 auf, die die Scheibe 211 in Richtung auf die Scheibe 212 entgegen der Wirkung des Thermostaten 215 unter Spannung hält. Die Feder 229 ist auf den Thermostaten 215 abgestimmt, so daß durch das Zusammenwirken der Abstand zwischen den Scheiben 211 und 212 in Abhängigkeit von Änderungen der Umgebungstemperatur verändert wird. Der Käfig 234 weist eine Stirnplatte 235 mit einer mittleren öffnung auf, durch die der Fühler 216 geführt ist, und Stangen 217, die durch hierfür vorgesehene Öffnungen 236 in der Scheibe 211 ragen und an der Scheibe 212 befestigt sind.

Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von den vorangegangenen durch die Anbringung der Flügel 210. Zungen 218 und 219 erstrecken sich radial zur Welle 201 und weisen jeweils eine Nut 203 am seitlichen Rand unter einem bestimmten Abstand von einem freien Rand 237 auf. Der freie Rand 237 ist um eine Länge verkürzt, die etwas größer ist als die Tiefe der Nut 203, und ist unter Ausbildung eines Widerhakens 204 zurückgebogen, der sich nicht so weit wie der Widerhaken eines Schlitzes 205 eines Lagerelementes 207 in radialer Richtung erstreckt. Das walzenförmig ausgebildete Lagerelement 207 aus nachgiebigem Material weist den Schlitz 205 in Form des Widerhakens 204 und dem von der Zunge 219 bzw. 218 herausstehenden Teil auf, so daß das Lagerelement 207 schnappverschlußartig zu der Zunge 218 bzw. 219 paßt. Das Lagerelement 207 ist an seinem nach innen weisenden Ende 213 teilweise kugelig ausgebildet.

ίο Jeder der Flügel 210 weist zwei unter einem Abstand nebeneinanderliegende rechteckige Lagerausnehmungen 209 und 249 innerhalb der Flügelwurzel auf und ist radial unterhalb der Ausnehmungen 209 und 249 und zwischen diesen und an dem nach innen weisenden Rand des Flügels 210 an beiden Seiten örtlich begrenzt verstärkt ausgebildet, um zylindrische Sitze 208 und 248 aufzunehmen, die teilweise kugelig ausgehöhlte, freie Oberflächen 250 und 251 aufweisen, die die Ausnehmungen abschließen.

Beim Einbau der Flügel 210 werden die Lagerelemente 207 auf den Zungen 218 bzw. 219 eingeschnappt und dann in die Flügel 210 eingesetzt, indem man zuerst die Nuten 203 mit den oberen En-' den der Lagerausnehmungen an den Flügeln in Eingriff bringt und dann die Lagerelemente 207 in eine Stellung drückt, in der ihre teilweise kugelig ausgebildeten, nach innen weisenden Enden 213 in den teilweise kugelig ausgehöhlten, freien Oberflächen 250 und 251 der Sitze 208 und 248 ausgerichtet sind.

Die Scheiben 11 und 12 bzw. 111 und 112 bzw. 211 und 212 können auch ein festes Verhältnis zueinander aufweisen, so daß das Gebläse einen festen Anstellwinkel hat. Das Schaufelrad ist außerdem auch für Turbinen geeignet.

Neben den fertigungstechnischen Vorteilen, daß Scheiben und Zungen aus einem einheitlichen Preßteil bestehen und die gewöhnlich erforderliche Verstärkung der Schaufelwurzeln entfallen kann, wird die häufig auftretende Gefahr von Brüchen im Bereich der Wurzel der Flügel reduziert, da die auftretenden Biegemomente teilweise durch die Konstruktion der Lager und teilweise durch die zwischen und beiderseits der Lager liegenden Teile der Schaufel besser abgefangen werden. Die Herstellungskosten für das Schaufelrad sind gering; Wartung und Schmierung entfallen praktisch auf Grund der einfach ausgebildeten Lager.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Die Erfindung betrifft ein Schaufelrad für Axialge- Patentansprüche: blase mit verstellbaren Flügeln, die in der Nabe ver stellbar gelagert sind, die zwei relativ zueinander

1. Schaufelrad für Axialgebläse mit verstellba- axial verschiebbare und begrenzt drehbare Teile aufren Flügeln, die in der Nabe verstellbar gelagert 5 weist, die so mit den Flügeln verbunden sind, daß die sind, die zwei relativ zueinander axial verschieb- Winkeleinstellung der Flügel von der gegenseitigen bare und begrenzt drehbare Teile aufweist, die so Stellung der zwei Teile abhängt.

mit den Flügeln verbunden sind, daß die Winkel- Bei einem derartigen Schaufelrad ist es bekannt,

einstellung der Hügel von der gegenseitigen Stel- an der Wurzel des Flügels einen zylindrischen Ansatz lung der zwei Teile abhängt, dadurch ge-io vorzusehen, der koaxial zur Hauptachse des Flügels kennzeichnet, daß die beiden Teile Schei- verläuft und in einer Buchse an der Nabe drehbar geben (11,111,211 und 12,112,212) sind und am lagert ist. Jeder Flügel ist auf beiden Seiten mit je äußeren Umfang einer jeden Scheibe (11, 111, einem Drehgelenk versehen, das unter einem be-211 und 12,112, 212) Zungen (18,118, 218 und stimmten Abstand von dem zylindrischen Ansatz an-19,119, 219) angeformt sind, die jeweils in Rieh- 15 geordnet ist. Alle Drehgelenke einer Seite der Flügel rung der anderen Scheibe weisen und von denen stehen mit einem Teil und alle Drehgelenke der anje eine Zunge (19, 119, 219) einer Scheibe (11, deren Seite des Flügels mit einem weiteren Teil in 111, 211) und je eine Zunge (18, 118, 218) der Verbindung. Beide Teile sind auf der Achse des anderen Scheibe (12, 112, 212) in Ausnehmun- Schaufehrades gelagert, das zwischen diesen angeordgen in der Wurzel des Flügels (10, 210) eingrei- 20 net ist. Die Teile sind relativ zueinander axial verfen, wobei jede Zunge (18, 118, 218 und 19,119, schiebbar und begrenzt drehbar, so daß durch ein 219) ein der Ausnehmung angepaßtes Lagerele- Verstellen der beiden Teile gegenüber einander die ment (15,16; 115,116;207) trägt. Flügel des Schaufelrades um den mit ihrer Achse'

2. Schaufelrad nach Anspruch 1, dadurch ge- fluchtenden Ansatz verschwenkt werden. Der konkennzeichnet, daß jedes der zwei Lagerelemente 25 stniktive Aufwand einer derartigen Anordnung ist (15, 16; 115, 116; 207) in einer durchgehenden erheblich, da jeder Flügel mit drei Lagern versehen Ausnehmung (209, 249) in der Flügelwurzel an- ist. Diese müssen exakt ausgeführt und angeordnet geordnet ist. sein und dürfen auch nach längerem Betrieb keinen

3. Schaufelrad nach Anspruch 2, dadurch ge- Verschleiß zeigen, da dieses die stufenlose Einstellkennzeichnet, daß die Lagerelemente (15, 16) als 30 barkeit der Flügel beeinträchtigen würde.

Kugel und die beiden Ausnehmungen in den Neben der frei fliegenden Lagerung der Flügel ist

Wurzeln der Flügel (10) als Pfannen für diese es deshalb auch bekannt, an der Wurzel des Flügels ausgebildet sind. ebenfalls nur einen zylindrischen Ansatz zur Lage-

4. Schaufelrad nach Anspruch 2, dadurch ge- rung an der Nabe vorzusehen, während am freien kennzeichnet, daß die Lagerelemente (207) als 35 Umfangsrand der Flügel je zwei Zapfen vorgesehen zylindrische Walzen mit einer ebenen und einer sind, die unter einem bestimmten Abstand und kugelförmigen (213) Stirnfläche ausgebildet sind außerhalb der mit dem zylindrischen Ansatz fluch- und die Wurzeln der Flügel (210) zwei Ausneh- tenden Achse des Flügels angeordnet sind. Konzenmungen (209, 249) aufweisen, die den Walzen trisch zur Nabe sind zwei parallele Ringe von glei-(207) derart angepaßt sind, daß die kugelförmi- 4° ehern Innendurchmesser vorgesehen, der etwas grögen Stirnflächen (213) der Walzen (207), zur ßer ist als der Durchmesser des freien Umfangsran-Achse des Schaufelrades weisend, in in der Flü- des der Schaufeln. Je ein Zapfen am freien Umfangsgelwurzel vorgesehenen Pfannen (250, 251) ge- rand der Schaufeln ist in einem Lager geführt, das an führt und die Walzen (207) drehbar in die Aus- einem Ring angeordnet ist, so daß ein bestimmter nehmungen (209,249) eingerastet sind. 45 Zapfen einer jeden Schaufel mit einem Ring und der

5. Schaufelrad nach Anspruch 1, dadurch ge- andere Zapfen mit dem anderen Ring gelenkig in kennzeichnet, daß die Scheiben (111, 112 bzw. Eingriff steht. Wird nun das Schaufelrad angetrieben, 211, 212) und die Zungen (118, 119 bzw. 218, so ist durch die Lage der Ringe in einer Endstellung 219) einstückig ausgebildet sind. die Förderrichtung und -menge festgelegt. Soll die

6. Schaufelrad nach Anspruch 4, dadurch ge- 5° Förderrichtung geändert werden, so werden die kennzeichnet, daß die walzenförmigen Lagerele- Ringe so gegenüber einander verstellt, daß die Flügel mente (207) aus Kunststoff bestehen und einen um ihre mit dem zentralen zylindrischen Ansatz gebogenen Schlitz (205) aufweisen, in den eine fluchtende Achse verstellt werden bis die Ringe und entsprechend ausgebildete Zunge (218, 219) ein- die Schaufeln die neue Endstellung eingenommen hagreift. 55 ben. Die Geometrie der drei Zapfenlager an jedem

7. Schaufelrad nach Anspruch 1 bis 3, dadurch Flügel bedingt es nämlich, daß beim Verschwenken gekennzeichnet, daß der Umfangsrand der Schei- der Flügel auf die Gesamtanordnung ein Widerstand ben (11, 12) mit gegeneinandergerichteten, die wirksam ist, der an der Stelle des größten Abstandes Zungen (18, 19) tragenden Flanschen (14, 13) der Ringe seinen größten Wert hat und in Richtung versehen ist, an denen, zur Achse des Schaufelra- 60 der beiden Endstellungen abnimmt. Dieses schließt des weisend, Platten (20) plan anliegen, die an eine stufenlose Einstellbarkeit der Flügel weitgehend den Flügeln befestigt sind. aus. Der Einbau der Flügel ist umständlich, wobei

8. Schaufelrad nach Anspruch 6, dadurch ge- entweder die Flügel oder die Ringe ausreichend elakennzeichnet, daß jede Flügelwurzel mit einer stisch sein müssen, um den zylindrischen Ansatz und sich radial von dieser erstreckenden Platte (20) 65 die Zapfen in die Lagerbuchsen einführen zu könversehen ist. nen.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schaufelrad für ein Axialgebläse mit verstellba-