DE666385C - Nabe mit in ihr gelagerten, waehrend des Betriebes verdrehbaren Schaufeln fuer Wasserturbinen, Pumpen oder Schiffsschrauben - Google Patents

Description

• Nabe mit in ihr gelagerten, während des Betriebes verdrehbaren Schaufeln für Wasserturbinen, Pumpen oder Schiffsschrauben Die Erfindung betrifft eine Nabe mit in ihr gelagerten, während des Betriebes verdrehbaren Schaufeln für Wasserturbinen, Pumpen oder Schiffsschrauben. Propellerräder mit während des Betriebes drehbaren Schaufeln sind zuerst als Schiffsschrauben zur Anwendung gekommen, später auch als Turbinenräder bei den Kaplanturbinen oder als Pumpenräder bei den Propellerpumpen verwendet worden. Die anfänglich benutzten Schiffsschrauben dieser Gattung besaßen verhältnismäßig kleine Abmessungen. Hierbei waren die stählernen oder bronzenen Schaufelzapfen in Lagern aus Bronze gelagert. Der Flächendruck in den Lagerstellen war verhältnismäßig gering, und eine Verstellung der drehbaren Schaufeln kam nur äußerst selten in Frage, weshalb auch eine besonders wirksame Schmierung nicht notwendig war. Als die Abmessungen wuchsen und drehbare Schaufeln auch bei Turbinen eingeführt wurden, mußte für eine bessere Lagerung und Schmierung gesorgt werden, um dem durch die häufigere Verstellung der Schaufeln zunehmenden Verschleiß zu begegnen. Umhierbei die Nabenabmessungen in praktisch brauchbaren -Grenzen zu halten, mußte ein höherer Flächendruck zugelassen «erden, was eine noch wirkungsvollere Schmierung bedingte. In diesem Zusammenhang ist bereits vorgeschlagen worden, die Nabe an den Schaufeln mit Dichtungen zu versehen uncl die Nabe mit Ü1 zu füllen, so daß der ganze Regelapparat in einem ölbad arbeitet. Im praktischen Betrieb zeigt sich jedoch, daß es nicht leicht ist, das öl durch wirksame Gestaltung der Dichtung am Austritt aus der Nabe zu verhindern, und es umgekehrt eine noch schwierigere Aufgabe ist, zu verhindern, daß Wasser in die Nabe eindringt und sich dort mit dem ü1 vermischt. Letzteres ist für die Lebensdauer der Nabe gefährlich, da die Lagerzapfen normalerweise aus Stahl ausgeführt werden und sich in Bronzefutter bewegen und dabei der Flächendruck sehr groß ist. Vermischt sich das Öl mit Wasser, so geht die Schmierwirkung des Öles so weit zurück, ,daß unter Umständen das Lager festfressen kann. Die Abdichtungsschwierigkeiten gegen das eindringende Wasser vergrößern sich natürlich mit dem Gefälle. Anfänglich wurden Kaplanturbinen bis zu etwa i o m ' Gefälle gebaut, gegenwärtig aber nutzt man bereits Gefälle von über 30m aus. Bei derartig großen Gefällen ist der Wasserdruck auf der Außenseite der Nabe größer als der Öldruck im Nabeninnern, und unter diesen Umständen bereitet es große Schwierigkeiten, eine Dichtung zu bauen, die das Wasser gänzlich fernhält.
• Die vorliegende Erfindung geht nun von dem Gedanken aus, sich dadurch von einer Dichtung des Nabeninnern gegen den Wasserdruck möglichst unabhängig zu machen, daß von vornherein. ein Lagermaterial gewählt wird, welches gegen öl-Wasser-Gemisch unempfindlich ist. Sie besteht darin, daß, um beim Eindringen von Wasser in die Nabe die Gefahr des Festfressens der drehbaren Scliau(elit in ihren Lagerstellen im Nabenkörper sowie der Zapfen der Schaufelverstelleinrichtung iil der Nabe in den Zapfenlagern zu beseitigen, mindestens je ein der gleitenden Reibung ausgesetzter Teil dieser Lagerstellen aus Pockholz oder Kunstharz mit Gewebeimage besteht, da diese Materialien auch bei Schmierung lediglich mit Wasser oder einem Öl- bzw. Fett-Wasser-Gemisch bei hohen Lagerdrücken verhältnismäßig geringe Reibung geben. Eingehende praktische Versuche mit Propellernaben, die mit derartigen Lagerteilen ausgerüstet waren, haben die Möglichkeit der Verwendung dieser Materialien bestätigt. Naturgemäß wird, da die bisher als unumgänglich notwendig erachteten Dichtungen nunmehr ganz wegfallen oder jedenfalls viel einfacher durchgebildet werden können, ohne die Sicherheit der Konstruktion dadurch zu gefährden, die bauliche Durchbildung der Nabe wesentlich vereinfacht. Ferner können in den Lagerflächen keine galvanischen Ströme mehr auftreten, da das erwähnte Lagermittel isolierend wirkt. Bei Schiffsschrauben bringt der erfindungsgemäß gemachte Vorschlag außerdem noch den besonderen Vorteil mit sich, daß die Propellerschaufeln unter Wasser ausgewechselt werden können, ohne das Schiff hierbei docken zu müssen. Es ist nun zwar bereits früher vorgeschlagen worden, Lager für Turbinen- und Propellerwellen aus 'Pockholz oder Kunstharz anzufertigen. Bei diesen älteren Vorschlägen handelte es sich jedoch stets nur um Lagerkonstruktionen, bei denen die Flächendrücke gering waren und höchstens io bis aokg/cm= betrugen. Die Erfindung besteht in der Altwendung dieses an sich bekannten Vorschlages bei Nabenkonstruktionen mit drehbaren Schaufeln, bei denen die Flächendrücke außerordentlich hoch sind und mehrere i oo leg; cnt= betragen.
• Eine Nabe mit den Merkmalen gemäß der Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt.
• Abb. i zeigt die Nabe einer Kaplanturbine in einem Längsschnitt, Abb. 2 die Nabe in einem Querschnitt. Der Nabenkörper i ist mit der hohlen Laufradachse 2 verbunden, welche die in Achsrichtung verschiebbare Kuppelstange 3 umschließt, die ihrerseits den Hilfsmotorkolben 4. und das Querhaupt 5 trägt, durch welche die Verstellung der Laufradschaufeln 6 bewirkt wird. Jede Laufradschaufe16 ist im Nabenkörper i in zwei Lagern drehbar gelagert, von denen das eine aus einer Bohrung für einen zentralen Schaufelzapfen 7 besteht, und das andere aus einem in der Nabe gclagertzn, in eine Ausdrehung im Schaufelflansch 3 greifenden Ring 9 besteht. Bei Längsverschiebung der Kuppelstange 3 mittels des vom Turbinenregler betätigten Regelventils io erfolgt die Drehung der Schaufeln 6 dadurch, daß das Querhaupt 5 mit einer zur Längsrichtung der Kuppelstange winkelrechten Spur i i für jede Schaufel versehen ist, worin ein Gleitstück 12 läuft, in welchem ein am Schaufelflansch S sitzender Zapfen 13 drehbar gelagert ist. Erfindungsgemäß sind sämtliche Zapfen 7 und 13 mit Büchsen 20 bzw. 21 versehen, welche aus Pockholz oder Kunstharz mit Gewebeeinlage bestehen. Die Zapfen 7 und 13 selbst können in bekannter Weise aus einem korrosioltsbeständigen Material, z. B. rostfreiem Stahl o. dgl., bestehen oder damit bekleidet sein. Auch die Gleitreibung an den Ringen 9 wird von Lagerteilen aus Kunstharz bzw. Dockholz aufgenommen. Zu diesem Zweck ist beiderseits jeden Ringes q in der Schaufelflanschspur ein Ring 22 aus Kunstharz mit Gewebeeinlage oder Dockholz vorgesehen, der entweder lose eingelegt oder aber mit dem Schaufelflansch oder Ring g fest verbunden ist. Schließlich sind auch die Gleitstücke 12 auf den gegen die Spur i i liegenden Seiten mit Platten 1 ¢ aus Kunstharz mit Gewebeeinlage oder Dockholz belegt.
• 'Um das Eindringen des Wassers in die Nabe so weit wie möglich zu verhindern, können die Lagerringe 9 gegen die Schaufelrlanschen 8 noch mittels gewöhnlicher Dichtungsringe 15, z. B. Leder- oder Gummimanschetten, abgedichtet sein. Die Ringe 9 «erden ebenfalls aus korrosionsbeständigem Material hergestellt oder sind mit einem solchen bekleidet. Um das Eindringen des Wassers zu dem für die Reglung benutzten ü1 zu verhindern, können, was aber nicht Gegenstand der Erfindung, an den Führungsstellen der Kuppelstange in der Nabe Dichtungsringe 16 und 17 vorgesehen werden. Auch die Führungsbüchsen 18 und 19 der Kuppelstange können aus Kunstharz oder Pockholz bestehen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Nabe mit in ihr gelagerten, während des Betriebes verdrehbaren Schaufeln für Wasserturbinen, Pumpen oder Schiffsschrauben, dadurch gekennzeichnet, daß, um beim Eindringen von Wasser in die Nabe die Gefahr des Festfressens der verdrehbaren Schaufeln in ihren Lagerstellen im Nabenkörper sowie der Zapfen der Schaufelverstelleinrichtung in der Nabe in den Zapfenlagern zu beseitigen, mindestens je ein der gleitenden Reibung ausgesetzter Teil dieser Lagerstellen aus Pockholz oder Kunstharz mit Gewebeeinlage besteht.