DE2401894A1 - Schaufel mit wellenzapfen fuer axialgeblaese-schaufelraeder - Google Patents

Description

"Fall 3Öo" NORDISK VENTILATOR CO. A/S, Naestved, Dänemark

Schaufel mit Wellenzapfen für Axialgebläse-Schaufelräder

Die Erfindung betrifft eine Schaufel mit Wellenzapfen für Axialgebläse mit einer Anzahl von Schaufeln, die mit Hilfe je eines, mit dem Schaufelfuss durch Gewinde verbundenen Wellenzapfens im Nabenkranz des Schaufelrades drehbar gelagert sind und wobei die Wellenzapfen nabenseitig mit Mitteln zum Drehen sämtlicher Schaufeln um deren Achsen und die Achsen der zugehörigen Wellenzapfen bei laufendem Schaufelrad verbunden sind.

Bei derartigen Axialgebläse-Schaufelrädern, insbesondere bei solchen mit grossen Durchmessern, sind die Schaufeln äusserst grossen Zentrifugalkräften ausgesetzt. Manchmal kann es sich um Kräfte bis zu 5o t je Schaufel oder mehr handeln. Wegen des entsprechend hohen Axiallagerdruckes und des sehr grossen Drehmoments, welches bei in Betrieb befindlichem Schaufelrad auf jede Schaufel ausgeübt wird, werden sehr hohe Ansprüche an die Befestigung des Zapfens in der Schaufel gestellt. In der Regel ist es ausgeschlossen, Schaufel und Zapfen als eine Einheit herzustellen, speziell wenn die Schaufel aus Gussmaterial besteht. Ausserdem ist es, insbesondere wenn das Gebläse in staubhaltigen Gasen laufen soll, wobei ein erheblicher.Verschleiss der Schaufeln auftreten kann, von Wichtigkeit,-dass sich die Schaufeln von aussen her auswechseln lassen, d.h. ohne dass Arbeiten im Inneren der Nabe vorgenommen werden müssen. Ferner muss gefordert werden, dass die Mittel, die .eine .

Voiummäs sind, sichere Befestigung gewährleisten, nicht zu aufwendig oder/da nur ziemlich wenig Platz zur Verfügung steht» Schliesslich dürfen sie keine wesentliche Schwächung des Schaufelfusses mit sich führen.

Aus der englischen Patentschrift Nr. 627 25Ö ist-ein Schaufelrad bekannt geworden, bei welchem jede Schaufel dadurch an einem Radkranz befestigt ist,..dass der Schaufelfuss, der durch "eine mit einem Lager versehene Bohrung im Radkranz hindurchge-

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führt ist, mit einer Sackbohrung mit einem bis zum Boden dieser Bohrung verlaufenden Gewinde versehen ist, in die eine Welle eingeschraubt ist, welche Welle an ihrem entgegengesetzten Ende über ein Schlussstück mit Lagerung mit der Nabe verbunden ist. Bei einer derartigen Ausführung ist das Gewinde in der Sackbohrung im Schaufelfuss ausser den in Axialrichrtung wirkenden Zentrifugalkräften auch erheblichen Radialkräften ausgesetzt, welcher Umstand es insbesondere bei Schnellaufenden Axialgebläse-Schaufelrädern mit grossen Durchmessern notwendig macht, das Gewinde als Gewinde mit strammer Passung auszuführen. Ein solches Gewinde mit strammer Passung ist jedoch neben erhöhten Herstellungskosten auch, wie im folgenden näher besprochen wird, mit dem Mangel behaftet, dass das Einschrauben des Zapfens erschwert wird und dass die Gefahr der Beschädigung des Gewindes bei diesem Einschrauben erhöht wird.

Die angeführten Probleme werden auf äusserst zufriedenstellende Weise erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass jeder Wellenzapfen schaufelseitig neben seinem zum Einschrauben in die zugehörige Schaufel dienenden Gewinde ein Stück hat, dessen.Durchmesser kleiner ist als der Fussdurchmesser des Gewindes, und nabenseitig neben diesem Gewinde ein Stück hat, dessen Durchmesser grosser ist als der Aussendurchmesser des Gewindes, dass die Bohrung im Schaufelfuss sowohl nabenseitig als auch schaufelseitig neben einem Stück mit einem zum Gewinde des Zapfens passenden Gewinde als entsprechende Passlöcher ausgebildet ist, dass sich ausserhalb der Unterseite des Schaufelfusses am Zapfen ein Fixierring befindet und dass durch den Schaufelfuss hindurch eine Fixierschraube eingeschraubt ist, deren eine Ende in eine Passöffnung im Fixierring eingreift.

Die Ausführung des Wellenzapfens als Passzapfen nabenseitig unt schaufelseitig neben dem Gewinde in Verbindung mit den entsprechenden Passbohrungen in der Schaufel dient zur Aufnahme von Radialkräften, so dass das Gewinde lediglich die in Axialrichtung wirksame Zentrifugalkraft aufzunehmen braucht. Da das Gewinde somit keine Radialkräfte aufzunehmen braucht, ist es nicht erforderlich, dieses als Gewinde mit strammer Passung

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auszubilden, was von Vorteil ist, weil das Einschrauben des Zapfens hierdurch sehr erheblich erschwert werden und ferner die Gefahr bestehen würde, dass das Gewinde beim Einschrauben reisst und somit beschädigt würde, insbesondere das Gewinde in der Schaufel, wenn diese aus !leichtmetall hergestellt ist, und falls.das Gewinde beschädigt wird, ist die Schaufel unbrauchbar, da praktisch keine Möglichkeit besteht, das Gewinde auszubohren und ein neues Gewinde mit grösserem Durchmesser zu schneiden, weil man dann sämtliche Schaufeln entsprechend ausbohren und sämtliche Zapfen durch Zapfen mit schwererem Gewinde ersetzen müsste. Die auftretenden Torsionskräfte werden bei stillstehendem Schaufelrad von der Fixierschraube durch den Fixierring aufgenommen, und da sich die Fixierschraube in Axialrichtung durch den Schaufelfuss hindurch erstreckt, kann die Bohrung im Schaufelfuss an einer Stelle und in einem derartigen Abstand von der Achse angelegt werden, dass sie keine merkbare Schwächung des Materials mit sich führt bzw. dass die von der Schraube ausgeübte Reaktion gegen die Torsion sich auf einen ziemlich grossen Radius auswirkt, so dass eine v'erhältnismässig dünne Schraube Anwendung finden kann. Bei laufendem Rad bewirkt die sehr grosse in Axialrichtung des Zapfens auf die Schaufel wirksame Zentrifugalkraft, dass das Gewinde selbstsperrend ist und dadurch die Torsionskräfte aufnimmt.

Der Fixierring kann einstückig mit dem Zapfen ausgebildet sein, doch da er einen wesentlich grösseren Durchmesser als der übrige Teil des Zapfens-hat, führt dies eine erhebliche Materialvergeudung mit sich, so dass vorzuziehen ist, den Fixierring aufzus ehrumpfen.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist der Fixierring auf den Zapfen aufgeschrumpft und seine Öffnung in rechtwinklig zu seiner Ebene verlaufender Richtung in zwei kreisförmige, exzentrische Abschnitte unterteilt,.während der Zapfen zwei zu diesen Abschnitten passende Teile hat, von denen der eine eine Exzentrizität aufweist, die der Exzentrizität des zugeordneten Abschnitts entspricht.

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Normalerweise sollte man annehmen können, dass eine Aufschrumpfung des Fixierringes eine ausreichende Sicherheit gewährleistet, doch wird dadurch, dass der Ring exzentrische Abschnitte und der Zapfen einen entsprechenden exzentrischen Teil hat, eine sehr erhebliche Vergrösserung der Sicherheit dagegen erzielt, dass sich der F"ixierring und der Zapfen das kleinste bisschen'relativ zueinander bewegen können.

Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erklärt. Es zeigt

Fig. 1 schematisch einen Teil eines Axialgebläse-Schaufelrädes mit einigen Schaufeln und zugehörigen" Wellenzapfen in einer Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1, in welcher Figur jedoch ein grösserer Teil des Schaufelrades erfasst ist.

Auf der.Welle 1 des Schaufelrades ist die Nabe 2 desselben befestigt. Die Nabe ist in dieser Ausführungsform einstückig mit einer Nabenscheibe 3 und einem Nabenkranz 4· Im Nabenkranz ist eine Anzahl Schaufeln 5 jeweils mit einem Lagerzapfen 6 in einem Axiallager 7 gelagert und mit einer Mutter $ befestigt, die gleichzeitig ein Zwischenstück auf dem Wellenzapfen 6 mit einem Einstellarm 9 und zwei Massenausgleichsflügeln Io festspannt, welche an ihren äusseren Enden zwecks Erzielung der erforderlichen Auswuchtung mit Blei 11 gefüllt sind. Jeder Einstellarm 9 ist mit Hilfe einer Gelenkstange 12 mit einer Einstellscheibe 13 verbunden, die in Bezug auf das Rad axial verschiebbar ist, jedoch mit Hilfe von Mitnehmern, wovon Fig. 2 einen einzelnen Mitnehmer 14 zeigt, zusammen mit dem Schaufelrad umläuft.

Der Lagerzapfen 6 ist am Schaufelfuss 15 mit Hilfe eines Gewindes 16 an der Schaufel 5 befestigt. Schaufelseitig neben dem Gewinde 16 hat der Lagerzapfen 6 einen Passteil 17» dessen Durchmesser kleiner als der Fussdurchmesser des Gewindes ist, und nabenseitig neben dem Gewinde hat der Lagerzapfen 6 einen Passteil Iß, dessen Durchmesser grosser als der Aussendurchmesser des Gewindes ist. Diese Passteile 17 und 1Ö passen in

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entsprechende Teile der Bohrung im Schaufelfuss 15, die schaufelseitig und nabenseitig neben dem Gewinde 16 vorgesehen sind.

Diese Passteile dienen dazu, die Radialkräfte aufzunehmen, und zur Aufnahme der Torsionskräfte ist auf den Lagerzapfen 6 ein Fixierring 19 aufgeschrumpft, der mit einer Fixierschraube 2o zusammenwirkt, welche mit einem Gewindestück 21 durch den Schaufelfuss 15 hindurchgeschraubt ist und an ihrem Ende einen Passteil 22 für entsprechende Passlöcher im Schaufelfuss 15 und im Fixierring 19 hat.

Um zusätzlich zu sichern, dass sich der Lagerzapfen 6 in bezug auf den Schaufelfuss 15 nicht drehen kann, ist die Öffnung des Fixierringes 19 in rechtwinklig zu der Ebene dieses Ringes verlaufender Richtung mit zwei Abschnitten ausgebildet, die untereinander exzentrisch sind, während, der Lagerzapfen 6 zwei ent-, sprechende, zu diesen Abschnitten passende Teile 23 und 24 hat, von denen der Teil 23 in bezug auf die Achse des Lagerzapfens exzentrisch ist, und zwar mit derselben Exzentrizität wie die beiden Abschnitte in der Öffnung des Fixierringes 19·

Um sicherzustellen, dass sich die Fixierschraube 2o nicht durch Erschütterungen lösen und zwischen die Schaufeln hinausgeschleudert werden kann, wodurch diese völlig zerstört werden können, wird die Fixierschraube 2o im Schaufelfuss 15 mit Hilfe einer Sperrschraube 25 festgehalten, die in eine zwischen dem Gewindestück 21 und dem Passteil 22.in der Fixierschraube 2o vorgesehene Ausnehmung 26 eingreift. Im Hinblick auf die Montage hat diese Ausnehmung 26 eine Länge, die so gross ist, dass sich die Fixierschraube 2o teils ungehindert aus dem Fixierring · 19 herausschrauben, und teils bis ganz in den Fixierring 19 hineinschrauben lässt, ohne dass die Sperrschraube 25 entfernt zu werden braucht.

Die auf der.Zeichnung dargestellten Passteile 17 und 1Ö sind zylindrisch, doch könnte jedenfalls der eine dieser Passteile eventuell auch konische Form besitzen.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   / 1.) Schaufel mit Wellenzapfen für Axialgebläse mit einer Anzahl von Schaufeln, die mit Hilfe je eines mit dem Schaufelfuss durch Gewinde verbundenen Wellenzapfens in Nabenkranz des Schaufelrades drehbar gelagert sind und wobei die Wellenzapfen nabenseitig mit Mitteln zum Drehen sämtlicher Schaufeln um deren Achsen und die Achsen der zugehörigen Wellenzapfen bei laufendem Schaufelrad verbunden sind, dadurch gekennzeichnet , dass jeder Wellenzapfen (6) schaufelseitig neben seinem" zum Einschrauben in die zugehörige Schaufel (5) dienenden Gewinde (16) ein Stück (17) hat, dessen Durchmesser kleiner ist als der Fussdurchmesser des Gewindes (16), und nabenseitig neben diesem Gewinde ein Stück .(1&) hat, dessen Durchmesser grosser ist als der Aussendurchmesser des Gewindes (16), dass die Bohrung im Schaufelfuss (15) sowohl nabenseitig als auch schaufelseitig neben einem Stück mit einem zum Gewinde (16) des Zapfens passenden Gewinde als entsprechende Passlöcher ausgebildet ist, dass sich ausserhalb der Unterseite des Schaufelfusses (15) am Zapfen (6) ein Fixierring (19) befindet und dass durch den Schaufelfuss (15) hindurch eine Fixierschaube (2o) eingeschraubt ist, deren eine Ende (22) in eine Passöffnung im Fixierring eingreift.

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