DE2215482A1

DE2215482A1 - Vorrichtung zur Umstellung der Lauf schaufeln eines Axialventilators wahrend des Betriebes und Verfahren zur Herstellung solcher Axialventilatoren in verschiedenen Großen

Info

Publication number: DE2215482A1
Application number: DE19722215482
Authority: DE
Inventors: Edgar Rottne Saterdal (Schweden)
Original assignee: Svenska Flaktfabriken AB
Current assignee: Svenska Flaktfabriken AB
Priority date: 1971-03-30
Filing date: 1972-03-29
Publication date: 1972-10-12
Also published as: NO135950B; AU461999B2; FI53748B; CS157744B2; FR2131728A5; SU474164A3; SE355646B; FI53748C; US3844680A; AU3958672A; JPS6036800Y2; IT950870B; JPS55149598U; DE2265563C2; CA954486A; BE781403A; GB1382086A; NL7204079A

Description

DR. ING. E. HOFFMANN · DIPL. ING. W. EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN PATENTANWÄLTE *\ *\ Λ ρ ι α λ

D-8000 Mönchen ei · Arabellastrasse a · telefon (oeii) 9ποβ7

Aktiebolaget Svenska Fläktfabriken, Nacka/Schweden

Vorrichtung zur Umstellung der Laufschaufeln eines Axialventilators während des Betriebes und Verfahren zur Herstellung solcher Axialventilatoren in verschiedenen Größen

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Umstellung der Laufschaufeln eines Axialventilators während des Betriebes mittels eines mit dem Axiallaufrad rotierenden und gleichzeitig im Verhältnis zu demselben axial verschiebbaren Mitnehmerorgans, welches Mitnehmerorgan auf einer von der Triebwelle des

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Axiallaufrades getrennten Lagerung gelagert ist und Mittel einschließt, durch welche in Abhängigkeit von der axialen Verschiebung des Mitnehmerorgans jede einzelne Laufschaufel in eine entsprechende Stellung bringbar ist, und mit einem die Nabe des Axialventilators und das erwähnte Mitnehmerorgan und seine Lagerung abdeckenden, vorzugsweise, halbkugelförmigen Laufradgehäuse versehen ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung solcher Axialventilatoren.

Vorrichtungen, um Laufschaufeln in Axialventilatoren während des Betriebes umzustellen, sind bekannt. Die Verstellvorrichtung ist dabei gewöhnlich als eine in die Nabe des Laufrades hineinragende Scheibe von hinreichender Stärke ausgeführt, um in einer Rille einen kugelförmigen, auf einen radial von jeder Laufschaufel herausragenden Arm montierten Zapfen aufzunehmen. Für die Betätigung derartiger Verste11vorrichtungen ist dabei eine Kombination von Schneckenrädern und Zahnstangen verwendet worden. Solche bekannten Verstellvorrichtungen sind schwer und relativ teuer. Sie erfordern außerdem viel Platz. Sie weisen ferner eine große zu bewegende Masse auf, so daß große Wege der Verstellvorrichtung für jede Drehung der Laufschaufeln erforderlich sind. Auch müssen an die Auswuchtung der rotierenden Teile hohe Anforderungen gestellt werden.

Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Verstellvorrichtung sind die großen Belastungen , die auf die Lagerorgane einwirken.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile von herkömmlichen Verstellvorrichtungen zu vermeiden.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß

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jede Laufschaufel an ihrem der Nabenpartie und dem Laufradgehäuse zugewandten Ende als Lagergehäuse ausgebildet und mit einem Schaufeldeckel versehen ist, der mittel-s eines Axiallagers auf einer in der Nabe des Axiallaufrades befestigten Schaufelaehse drehbar gelagert ist, sowie daß jeder Schaufeldeekel mittels eines an einem Punkt der Peripherie des Schaufeldeckels und an einem Punkt an dem äußeren Umkreis des Mitnehmerorgans angeordneten Arm mit dem Mitnehmerorgan verbunden ist zum Zwecke der Drehung des Schaufeldeckels und damit der Schaufel um einen Winkel, der durch die axiale Verschiebung des Mitnehmerorgans bestimmt ist, und daß das Mitnehmerorgan eine an eine Druckluftleitung angeschlossene Druckluftdose zur Zuführung von Druckluft in das Innere der erwähnten Druckluftdose zum Zwecke der axialen Verschiebung des Mitnehmerorgans, vorzugsweise gegen die Wirkung einer bei Verringerung des Luftdruckes das Mitnehmerorgan rückstellenden Feder umfaßt..

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil, sehr leicht zu sein und weist kleine Baumaße in axialer Richtung sowie eine geringe Masse auf. Das Axiallaufrad gemäß der Erfindung kann daher selbst bei kleinen Leistungen auf dem Motorwellenstumpf montiert werden.

Eine zweckmäßige Ausf Uhrungsform der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Wand der Druckluftdose aus einer Membran aus biegsamen dichten Material besteht.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Vorrichtung.ist ferner dadurch gekennzeichnet, daß jede Schaufel in einem einzigen Axialkugellager gelagert ist, welches an dem äußeren Ende der in der Nabe des Axiallauf-

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rades befestigten Schaufelachse angeordnet ist, wobei der für die Fixierung der Laufschaufel bei Stillstand des Axiallaufrades erforderliche, während des Betriebes durch die auf die Schaufel wirkende Zentrifugalkraft herbeigeführte Axialdruck durch eine Feder in Form einer Federscheibe .erzeugt wird. Diese Ausführung ermöglicht eine kompakte, außerordentlich Platz sparende Konstruktion mit nur geringer Beanspruchung der Lagerorgane und geringen Anforderungen an die Auswuchtung.

Die Erfindung umfaßt ferner ein neues und verbessertes Verfahren für die Herstellung verschiedener Größen von Axiallaufrädern der vorerwähnten Art. Dieses erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Laufschaufeln in ein und derselben Größe hergestellt werden, während die Schaufelachsen/die Laufradgehäuse aus Serien einer beschränkten Anzahl Standartisierter Größen ausgewählt werden. Dieses Verfahren ist in großem Maße geeignet, die Fertigung von Ventilatorteilen zu verbilligen und deren Lagerhaltung zu vereinfachen.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Dabei wird ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäß der Erfindung erläutert und das Verfahren zur Herstellung von Axiallaufrädern in verschiedenen Größen beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine im Bereich ihres oberen Teiles geschnittene Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig.la zeigt die besondere Lagerung einer Laufschaufel in einer vergrößerten Darstellung,

Fig. 2 zeigt die Laufschaufel bei einer Verstellung um 9o°,

Fig. 5 veranschaulicht das Verfahren gemäß der Erfindung zur Herstellung von Axialventilatoren aus standar-

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tisierten Elementen.

In den Figuren ist mit 1 ein Axialventilator,beispielsweise zur Förderung von Rauchgasen in einem Gewerbebetrieb bezeichnet. 2, 2¹ bezeichnen eine Laufschaufel in zwei verschiedenen, um 9o° versetzten Stellungen (Drehung um eine Schaufelachse 2a), 2b bezeichnet ein Befestigungsorgan für Jede Laufschaufel, die in der gezeigten Ausführung mit ihrer Achse 2a fest in der Nabe J5a sitzt und um das äußere Ende der Schaufelachse 2a beweglich ist. Die Laufschaufel ist aus diesem Grunde mit einem Lagergehäuse

15 ausgerüstet, das mit einem mit. einer Bohrung für die Schaufelachse 2a versehenen Schaufeldeckel 13a verschlossen ist. ■

In dem Lagergehäuse 13 ist ein Axiallager 1-5 mit einer abgeschrägten Begrenzungsfläche angeordnet, welches einen Stützring 15a umfaßt, der ebenfalls mit einer, abgeschrägten Begrenzungsflache versehen ist. Durch die neue verbesserte Vorrichtung gemäß der Erfindung, mit ihrer leichten Konstruktion, kleinen Baumaßen in axialer Richtung

sowie geringem GD -Wert ist es möglich, das Steuerungsund Lagerungsproblem mit einem einzigen Axiallager der erwähnten Ausführung zu bewältigen. Der für die Fixierung der Lage der Laufschaufel 2 bei Stillstand des.Axiallaufrades 1 erforderliche Axialdruck - der während des Betriebes des Axialventilators von der auf die Laufschaufel wirkenden Zentrifugalkraft hervorgerufen wird - wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel von einer Federscheibe

16 erzeugt, deren Aussehen und Lage am besten aus Fig. la hervorgeht. Mit 4 ist eine Lagerung für ein als Druckluftdose ausgebildetes Mitnehmerorgan 5 gemäß der Erfindung bezeichnet, deren Wände mit 5a, 5b bezeichnet sind und deren Befestigung bei 5c gezeigt ist, Eine Wand der Druokluftdose besteht aus einer Membran 5b aus biegsamen, dich-

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dichten Material, z.B. Kunststoff oder Leder. Das Mitnehmerorgan 5* d.h. die Druckluftdose, ist an eine Druckluftleitung 6 angeschlossen. 7 bezeichnet dabei einen Anschlußnippel für diese Leitung. Die axiale Verschiebung - in Richtung des Doppelpfeils Io - erfolgt gegen die Wirkung einer Feder 8. Die Bewegung wird während der Verschiebung von einem Zapfen 9 gesteuert. Die Feder 8 ist zwischen der äußeren Wand 5a des Mitnehmerorgans und einem Gehäuse 11 für das Axiallaufrad angeordnet. 17 bezeichnet einen herkömmlichen, zylindrischen Mantel um das Laufrad. Die erfindungsgemäße Anordnung zur Umstellung der Laufschaufeln'2 wird in zwei verschiedenen Stellungen gezeigt. (Fig. 1 bzw. Fig. 2.) In der ersten Stellung (Fig. l) wird die Laufschaufel mit 2 und in der zweiten Stellung (Fig. 2) um 9° versetzt mit 2¹ bezeichnet. Fig. la zeigt in' einer Vergrößerung die Wurzel der Laufschaufel 2, sowie einen Teil der Schaufelachse 2a, das Auswuchtelement l4 sowie das Axiallager 15 und den zugehörigen Stützring. ■

In Fig. 3 ist dargestellt, auf welche Weise der Durchmesser des Axiallaufrades und damit die Leistung eines Axialventilators in bestimmten Grenzen variiert werden kann. Dabei bleiben mit Ausnahme der Schaufelachse und des äußeren Gehäuses 17 alle Teile des Axialventilators gleich. So müssen zur Schaffung der in Fig. 2 dargestellten Ventilatorgrößen I, II und III lediglich Schaufelachsen 18, 19 und 2o verschiedener Länge sowie Gehäuse 17 entsprechender Größe vorgesehen werden. Die Laufschaufeln 2¹ sowie deren Befestigungsorgane 2b, die Nabe J5a und die Welle J5 bleiben dabei gleich. Die Austauschbarkeit der Schaufelachsen 18, 19 und 2o zusammen mit den Gehäusen 17 entsprechender Größe ermöglicht die Herstellung von preisgünstigen Spezialgrößen von AxialVentilatoren. Außerdem ist es möglich, einen bestehenden Axialventilator bestimmter Leistung entsprechend den betrieblichen Gegebenheiten auf eine andere Leistung umzurüsten.

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Claims

Patentansprüche

Vorrichtung zur Umstellung der Laufschaufeln eines AxialVentilators während des Betriebes mittels eines mit dem Axiallaufrad rotierenden und gleichzeitig im Verhältnis zu demselben axial verschiebbaren -Mitnehmerorgans, welches Mitnehmerorgan auf einer von der Triebwelle des Axiallaufrades getrennten Lagerung -gelagert ist und Mittel einschließt, durch welche in Abhängigkeit von der axialen Verschiebung des Mitnehmerorgans jede einzelne Laufschaufel in.eine entsprechende Stellung bringbar ist, und mit einem die Nabe des Axialventilators und das erwähnte Mitnehmerorgan und seine Lagerung abdeckenden, vorzugsweise halbkugelförmigen Laufradgehäuse versehen ist, dadurch gekennze iehnet , daß jede Laufschaufel (2) an ihrem der Nebenpartie (3a) und dem Laufradgehäuse (11) zugewandten Ende als Lagergehäuse (13) ausgebildet und mit einem Schaufeldeckel (13&) versehen ist, der mittels eines Axiallagers (15) auf einer in der Nabe des Axiallaufrades (l) befestigten Schaufelachse (2a) drehbar gelagert ist, sowie daß jeder Schaufeldeckel (13a) mittels eines an einem Punkt (12a) der Peripherie des Schaufeldeckels (I3a) und an einem Punkt (I2b) an dem äußeren Umkreis des Mitnehmerorgans (5) angeordneten Arm (12) mit dem Mitnehmerorgan (5) verbunden ist zum Zwecke der Drehung des Schaufeldeckels (13a·) und damit der Schaufel (2) um einen Winkel, der durch die, axiale Verschiebung (lo) des Mitnehmerorgans bestimmt ist, und daß das Mitnehmerorgan (5) eine an eine Druckluftleitung (6) angeschlossene Druckluftdose (5a-, 5*>) zur Zuführung der Druckluft in das Innere der erwähnten Druckluftdose (5a, 5*0 zum Zwecke der axialen Verschiebung (lo) des Mitnehmerorgans (5), vorzugsweise gegen die Wirkung einer bei Verringerung des Luftdruckes das Mitnehmer-'

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organ (5) rückstellende Feder (8) umfaßt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wand der Druckluftdose aus einer Membran (5^) ^aus biegsamen dichten Material besteht.
3· Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schaufel (2) in einem einzigen Axialkugellager (15) gelagert ist, welches an dem äußeren Ende der in der Nabe (Ja) des Axiallaufrades (l) befestigten Schaufelachse (2a) angeordnet ist, wobei der für die Fixierung der Laufschaufel (2) bei Stillstand des Axiallaufrades (l) erforderliche, während des Betriebes durch die auf die Schaufel wirkende Zentrifugalkraft herbeigeführte Axialdruck durch eine Feder in Form einer Federscheibe (16) erzeugt wird.
4. Verfahren zur Herstellung von Axiallaufrädern in verschiedenen Größen-nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Laufschaufeln (2) in ein und derselben Größe hergestellt werden, während die Schaufelachsen und die Laufradgehäuse aus Serien (Ib bzw. 19) bzw. 2o) einer beschränkten Anzahl standartisierter Größen ausgewählt werden.

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