DE3318163C2 - Verstelleinrichtung für Laufschaufeln von einer senkrecht angeordneten Strömungsarbeitsmaschine - Google Patents

Verstelleinrichtung für Laufschaufeln von einer senkrecht angeordneten Strömungsarbeitsmaschine

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Abstract

Zur Verstellung von Laufschaufeln von Kreiselmaschinen wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, in der Laufradnabe 3 ein zweistufiges Planetenradgetriebe 10, 11 vorzusehen, bei dem das Planetenradgetriebe 10 von einem Motor 12 angetrieben wird, welches sich in einem unter der Laufradnabe 3 angeordneten wasserdichten Fußlager 14 befindet. Das Planetenradgetriebe 10 ist mit dem Planetenradgetriebe 11 so gekoppelt, daß das Außenrad 18 mit der Verstellmutter 8 bei Drehung des Motors 12 gegenüber der Laufradnabe 3 eine Relativbewegung ausführt und über eine mit der Verstellmutter 8 verbundene Kulissenführung 5 eine Drehung der Lagerzapfen 3 der Laufschaufeln 1 veranlaßt (Figur 1). Anstelle der Planetenradgetriebe 10, 11 wird die Schaufelverstellung alternativ über einen Hydraulikkolben 40 vorgenommen, welcher über eine Ölzufuhr aus einem abgedichteten Fußlager herausbewegt wird. Der Hydraulikkolben 40 ist dabei zentral in der Laufradnabe 3 angeordnet und mit einer Kulissenführung 5 verbunden, welche ebenso wie am Beispiel des Antriebes durch Planetenradgetriebe die Drehung der Lagerzapfen 2 der Laufschaufeln 1 bewirkt (Figur 3).

Description

gleichmäßig über den Umfang des Planetenträgers 21 verteilten Verbindungswellen 22 tragen die ersten und zweiten Planetenräder 17 bzw. 23. Dabei kämmen die zweiten Planetenräder mit einem zweiten Außenrad 24 und einem zweiten Sonnenrad 16a, welches drehfest mit dem darunter liegenden Fußlager 14 verbunden ist (F i g. 2). Das zweite Außenrad 24 hingegen ist Bestandteil der rotierenden Laufradnabe 3.
Die Funktion der Verstelleinrichtung ist nun so, daß bei blockierter Welle 15 die ersten und zweiten Planetenradgetriebe 10, 11 so zusammenarbeiten, daß die Verstellspindel 9 synchron mit der Kulissenführung 5 und der damit drehfest verbundenen Verstellmutter 8 umläuft, so daß eine Relativbewegung zwischen Verstellspindel 9 und Verstellmutter 8 unterbleibt Bei Drehung der Welle 15 dagegen findet eine Relativbewegung statt, so daß sich die Verstellspindel 9 gegenüber der verdrehsicher gehaltenen Verstellmutter 8 dreht und die Kulissenführung 5 axial bewegt, worauf wie eingangs bereits beschrieben, eine Drehung der Laufschaufeln 1 stattfindet
im FuSiager 14 ist gemäß Darstellung nach Fig.2 auch der Motor 12 und eine Bremse 13 angeordnet, welche über eine elastische Lagerung 26 an einen Lagerkörper 27 des Fußlagers 14 drehfest aber axial federnd befestigt sind.
Das Fußlager 14 weist einen, mit der Laufradnabe 3 zentrisch verbundenen konischen Lagerzapfen 28 auf, welcher in einer konischen Lagerschale 29 geführt ist, die über Zwischenstücke im Lagerkörper 27 steckt Zur Abdichtung des im Förderstrom liegenden Lagers wird der ruhende Lagerkörper 27 von einem rotierenden Schutzrohr 30 mit Luftspalt 31 umgeben.
Bei ruhender Pumpe wird der Luftspalt 31 durch einen in einer Ringnut 32 des Lagerkörpers 27 gelegenen endlosen Ringschlauch 33 gegen eindringendes Fördermedium verschlossen. Der Ringschlauch 33 wird zu diesem Zweck über eine erste Leitung 34 mit einer über Flur angeordneten Druckluftquelle verbunden.
Im Betrieb wird das Eindringen von Fördermedium durch Druckluft vermieden, welche von der über Flur angeordneten Druckluftguelle über eine zweite Leitung 35 dem Luftspalt 31 zugeführt wird. Der Luftdruck wird dabei so reguliert, daß er dem statischen Druck des Fördermediums die Waage hält. Zur Druckregulierung sind ein erster und zweiter elektrischer Kontaktgeber 36, 37 im Luftspalt 31 angeordnet, die die Aufgabe haben, ein hier nicht gezeichnetes Steuerventil zu öffnen, wenn das eindringende Fördermedium den zweiten Kontaktgeber 37 erreicht und wieder abzuschalten, wenn der Pegel auf den ersten Kontaktgeber 36 abgesunken ist.
Das Fußiager 14 kann an Stelle von Fettschmierung vorzugsweise mit ölschmierung betrieben werden.
Das öl wird über eine Schmierleitung 38 im Lagerdeckel 39 zugeführt.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
60

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Verstelleinrichtung für Laufschaufeln einer senkrecht angeordneten Strömungsarbeitsmaschine, insbesondere solcher axialer Bauart, bei welcher die Laufschaufeln um eine Achse drehbar in einer Laufradnabe gelagert sind und die Achsen über Hebel mit einer axial beweglichen, jedoch gegen Verdrehung gesicherten Verstellmutter verbunden sind und die Verstellmutter mit einer Verstellspindel im Eingriff steht, welche durch einen Motor antreibbar ist und der Motor unterhalb der Laufradnabe in einer Statornabe angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Motor (12) und Verstellspindel (9) ein zweistufiges erstes und zweites Planetenradgetriebe (10 und 11) eingeschaltet ist, daß dabei eine mit dem Motor (12) verbundene Welle (15) an ihrem oberen Ende ein erstes Sonnenrad (16) trägt, welches mit ersten Planetenrädern (17) kämmt und diese sie« auf einer Innenseite eines ersten Außenrades (18) abwälzen, welches drehfest mit der Verstellspindel (9) verbunden ist, daß ferner das zweite Planetenradgetriebe (11) über einen gemeinsamen Planetenträger (21) und in diesem über den Umfang gleichmäßig verteilten Verbindungswellen (22) mit dem ersten Planetenradgetriebe (10) verbunden ist, wobei die Verbindungswellen (22) auf ihrer Oberseite die ersten Planetenräder (17) und auf ihrer Unterseite zweite Planetenräder (23) tragen, wobei die zweiten Planetenräder (23) in ihrem Zentrum in ein zweites mit einem unter der Laufradnabe (3) befindlichen Fußlager fest verbundenes Sonnenrad (16a) eingreifen und sich auf einer Innenseite eines zweiten Außenrades \24) abwälzen, und daß das zweite Außenrad (24) drehfest mit der Laufradnabe (3) verbunden ist
2. Verstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (12) und Bremse (13) über eine elastische Lagerung (26) mit einem Lagerkörper (27) verbunden sind, und daß der Motor (12) als Elektromotor, öimotor, oder Pneumatikmotor ausgeführt sein kann.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Verstelleinrichtung für Laufschaufeln einer senkrecht angeordneten Strömungsarbeitsmaschine, insbesondere solcher axialer Bauart, bei welcher die Laufschaufeln um eine Achse drehbar in einer Laufradnabe gelagert sind und die Achsen über Hebel mit einer axial beweglichen, jedoch gegen Verdrehung gesicherten Verstellmutter verbunden sind und die Verstellmutter mit einer Verstellspindel im Eingriff steht, welche durch einen Motor antreibbar ist und der Motor unterhalb der Laufradnabe in einer Statornabe angeordnet ist.
Es ist bekannt, die Laufschaufeln von Kreiselmaschinen während des Betriebes von außen her zu verstellen, um den Wirkungsgrad der Pumpe auch außerhalb des Auslegungspunktes zu verbessern. Zu diesem Zweck werden die Laufschaufeln über Zapfen in einer Laufradnabe drehbar gelagert und durch Hebel mit eine Verstellmutter so verbunden, daß durch eine axiale Bewegung derselben die Laufschaufeln verdreht werden können, um stoßfreien Eintritt des Fördermediums in den Laufapparat zu gewährleisten. Die axiale Bewegung der Verstellmutter wird durch eine Verstellspindel erzielt, die von einem Elektromotor in der Statornabe angetrieben wird. Der Elektromotor ist als Spaltrohrmotor ausgebildet und überträgt sein Drehmoment über ein Untersetzungsgetriebe auf die VerstellspindeL Eine Einrichtung dieser Art hat den Nachteil daß keine feinstufige Verstellmöglichkeit gegeben ist, da der Kurzschlußläufer des Spaltrohrmotors keine von außen exakt steuerbare Verdrehung zuläßt Außerdem muß -der Läufer des Spaltrohrmotors stets mit dem Läufer synchron mitdrehen, auch ohne daß eine Verstellung der Laufschaufeln vorgenommen wird (DE-AS 22 50 473).
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Verstelleinrichtung gemäß dem Gattungsbegriff der Anmeldung so auszubilden, daß man frei in der Auswahl des Verstellmotors ist und der Verstellmotor außerhalb einer Verstellphase nicht mit der Laufradnabe mitläuft
Gelöst wird diese Aufgabe gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches i.
Durch das zweistufige, in die Laufradnabe integrierte Planetenradgetriebe ist es möglich, für den Motor einen Stellmotor oder eine andere Art eines über Flur steuerbaren Motors.zu verwenden, da bei rotierender Laufradnabe der Stellmotor selbst in Ruhe ist und nur während der Verstellphase eine über Flur vorgegebene Verdrehung des Motors erfolgt und die Laufschaufelverstellung zuverlässig dan von außen vorgegebenen Wert nachvollzieht
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung kann Anspruch 2 entnommen werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Laufschaufelverstellung ist in Zeichnungen dargestellt Es zeigt
F i g. 1 Längsschnitt durch eine Laufradnabe mit PIanetenradgetrieben zur Schaufelverstellung
F i g. 2 Längsschnitt durch eine unterhalb der rotierenden Laufradnabe angeordnete luftgekapselte Fußlagerung mit Motor und Bremse.
F i g. 1 zeigt eine Verstelleinrichtung für Laufschaufeln 1, welche drehbar über Lagerzap'·;^ in einer rotierenden Laufradnabe 3 angeordnet sind. Die Verdrehung der Laufschaufeln 1 erfolgt über Hebel 4 welcher drehfest mit dem Lagerzapfen 2 verbunden ist und welcher in eine Kulissenführung 5 eingreift, welche bei axialer Bewegung über eine schräge Führungsnut 6 eine Drehbewegung des Lagerzapfens 2 einleitet Die Kulissenführung 5 ist über ein Vielnutprofil 7 gegen Verdrehung gegenüber der Laufradnabe 3 gesichert, jedoch axial frei beweglich. Dabei wird die axiale Bewegung der Kulissenführung 5 durch eine mit ihr fest verbundene Verstellmutter 8 bewerkstelligt, welche in eine Verstellspindel 9 eingreift, die ihrerseits über ein zweistufiges erstes und zweites Planetenradgetriebe 10,11 von einem Motor 12 (siehe F i g. 2) antreibbar oder mittels einer Bremse 13 arretierbar ist, wobei Motor 12 und Bremse 13 in einem Fußlager 14 angeordnet sind. Das Motordrehmoment des Motors 12 wird aus dem Bereich des Fußlagers 14 über eine Welle 15 auf ein erstes Sonnenrad 16 des ersten Planetengetriebes 10 und von diesem über erste Planetenräder 17 auf ein erstes Außenrad 18 übertragen, welches drehfest mit der Verstellspindel 9 verbunden ist Über erste und zweite Lager 19 und 20 wird die Verstellspindel 9 axial unverschiebbar und radial geführt.
Das erste Planetenradgetriebe 10 arbeitet funktionell mit dem zweiten Planetenradgetriebe 11 zusammen, wobei beide über einen gemeinsamen Planetenträger 21 und über Verbindungswellen 22 verbunden sind. Die
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