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Einrichtung zum Verstellen der Laufradschaufeln von Kreiselpumpen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Verdrehen einer Verstellmutter
gegenüber einer Verstellstange mit Geradführung oder einer Verstellwelle gegenüber
einer Verstellmutter mit Geradführung zum Verstellen der Laufradschaufeln von Kreiselpumpen,
bei denen die Verstellstange oder Verstellwelle innerhalb der als Hohlwelle ausgebildeten
Pumpenwelle angeordnet ist.
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Bei einer solchen Verstelleinrichtung macht die Verstellstange oder
die Verstellwelle im allgemeinen nur kurze Verstellwege, so daß zu ihrer Verstellung,
insbesondere bei großen. Maschineneinheiten, erhebliche Kräfte aufgewendet werden
müssen. Um die Verstellung der Verstellstange oder der Verstellwelle mit einem geringen
Kraftaufwand zu ermöglichen, ist schon vorgeschlagen worden, die Verstellbewegung
ausschließlich über drehbewegliche Übertragungsglieder zwangläufig erfolgen zu lassen
und mittels eines ebenfalls drehbeweglichen Betätigungsgliedes von dem Raum außerhalb
des rotierenden Systems in dieses einzuleiten.
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Die Verstellbewegung von dem Raum außerhalb des rotierenden Systems
in dieses einzuleiten, konnte aber bisher nur bei Stillstand der Kreiselpumpe durchgeführt
werden. Um auch eine Schaufelverstellung mittels drehbeweglicher Betätigungsglieder
von dem Raum außerhalb des rotierenden Systems während des Betriebes der Kreiselpumpe
zu ermöglichen, wird
gemäß der Erfindung die Verstellvorrichtung
derart ausgebildet, daß auf der Pumpenwelle ein festes und ein gegenüber der Pumpenwelle
drehbares Zahnrad koaxial angeordnet sind, die -mit Ritzeln, die koaxial auf einer
im Pumpengehäuse parallel zur Pumpenwelle angeordneten Welle gelagert sind, derart
zusammenwirken, daß diese Ritzel entgegengesetzt gleiche Drehzahl besitzen, wobei
zwischen diese Ritzel in an sich bekannter Weise ein Ausgleichsgetriebe geschaltet
ist, dessen Umlaufräderträger über ein Zwanglaufgetriebe (Schneckentrieb) verstellbar
ist, und daß das auf der Pumpenwelle drehbeweglich gelagerte Zahnrad über ein in
einem, mit der Welle umlaufenden Teil gelagertes Vorgelege mit dem drehbeweglichen
Teil der Verstelleinrichtung (Verstellmutter bzw. Verstellstange) in Verbindung
steht.
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Die besondere Ausbildung der Schaufelverstellung ermöglicht, die Übersetzungen
so zu wählen, daß das auf der Pumpenwelle lose sitzende Zahnrad, solange keine Verstellbewegung
eingeleitet wird, mit der Pumpenwellendrehzahl umläuft. Erst wenn die Welle des
Ausgleichsgetriebes von außen gedreht wird, wird die am Stator eingeleitete Drehbewegung
der Drehung der Pumpenwelle überlagert, so daß eine Relativbewegung zwischen losem
Zahnrad und Pumpenwelle entsteht, welche die Verstellung der Laufschaufeln bewirkt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch
wiedergegeben. Es zeigt: Fig. i einen Mittellängsschnitt durch eine Einrichtung
nach der Erfindung, Fig. 2 einen Querschnitt nach Linie II-II der Fig. i, Fig. 3
einen Querschnitt nach Linie III-III der Fig. i, Fig. 4 einen Querschnitt nach Linie
IV-IV der Fig. i. Die Antriebswelle i dient zum Antrieb des (in der Zeichnung nicht
dargestellten) Rades einer Kreiselpumpe, beispielsweise einer Axial-Kreiselpumpe.
Sie ist als Hohlwelle ausgebildet, und in ihrer Höhlung 2 ist eine Verstellstange
3 untergebracht und so geführt, daß sie relativ zur Hohlwelle i undrehbar, aber
in axialer Richtung hin- und herverschiebbar ist. Das eine Ende der Verstellstange
3 ist in bekannter Weise kinematisch mit den Schäften der Schaufeln der Pumpe derart
verbunden, daß beim Hin- und Herverschieben der Stange 3 die Schaufelschäfte nach
der einen oder anderen Richtung geschwenkt werden. Zur Hin- und Herbewegung der
Stange 3 dient folgende Einrichtung Ein auf der hohlen Antriebswelle 1 undrehbar
und unverschiebbar festgelegtes Zahnrad 4 steht mit einem als Umkehrritzel wirkenden
Zahnrad 5 und dieses wieder mit einem Zahnrad 6 in Zahneingriff, welches mit einem
Kegelrad 7 einheitlich zusammengefaßt ist. Das Kegelrad 7 bildet das eine Tellerrad
eines als Differentialgetriebe ausgebildeten Umlaufgetriebes. Die Planetenräder
8 dieses Getriebes sind auf dem Planetenträger (Steg) g gelagert, der auf einer
Welle io festsitzt, welche in später auszuführender Weise festgehalten oder verstellt
werden kann. Das zweite Tellerrad wird von einem Kegelrad ii gebildet, welches mit
einem dem Zahnrad 6 ähnlichen Zahnrad 12 zusammengefaßt ist. Letzteres steht im
Zahneingriff mit einem auf der hohlen Antriebswelle i lose sitzenden und daher gegenüber
der Antriebswelle i drehbeweglichen Zahnrad 13. An dem Zahnrad 13 ist ein weiteres
Zahnrad 14 unnachgiebig festgelegt, welches mit einem, Ritzel 15 kämmt, das zusammen
mit einem, weiteren Ritzel 17 auf einer Zwischenwelle 16 befestigt ist. Das Ritzel
17 arbeitet zusammen mit einem Zahnkranz 18, der unnachgiebig an einem mit einem
Muttergewinde versehenen nabenartigen Körper ig (Schraubenmutter) befestigt ist.
Die Schraubenmutter ig erfaßt ein auf dem freien Ende der Verstellstange 3 angeordnetes
Gewinde 2o. Sie ist dabei drehbar, aber in axialer Richtung unverschiebbar gelagert,
so daß sie sich bei ihrem Antrieb durch das Ritzel 17 auf dem Gewinde 2o verschraubt
und dabei die Verstellstange 3 je nach der augenblicklichen Drehrichtung nach oben
oder nach unten verschiebt. Die Welle io, auf welcher der Planetenträger g befestigt
ist, trägt ein undrehbar aufgekeiltes Schneckenrad 21, welches mit einer Schnecke
22 zusammenarbeitet, deren Welle 23 an ihrem freien Ende eine als Betätigungsglied
dienende Handkurbel 24 trägt. Die Welle 1o ist in einem Gehäuse 25 gelagert, welches
das gesamte Umlaufgetriebe einschließlich der Betätigungswelle 23 mit ihrer Lagerung
aufnimmt. Es umhüllt die hohle Antriebswelle 1 und steht in allen Betriebszuständen
still.
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Die Übersetzungsverhältnisse der in Zwanglaufverbindung stehenden
Teile sind so gewählt, daß bei sich drehender Antriebswelle 1 das lose auf dieser
Welle sitzende Zahnrad 13 bei stillstehender Schnecke 22 relativ zur Antriebswelle
i in Ruhe bleibt, und daß ferner das mit dem Zahnrad 13 undrehbar verbundene Zahnrad
14 relativ zu dem auf der Schraubenmutter ig befestigten Zahnkranz 18 in Ruhe ist.
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Wenn also die Antriebswelle i gedreht wird, laufen die Zahnräder 4
und 13 sowie 14 und 18 mit gleicher Drehgeschwindigkeit mit um, was zur Folge hat,
daß die Schraubenmutter ig auf dem Gewinde 2o der Verstellstange 3 in Ruhe ist.
Dies gilt so lange, als die Schnecke 22 und damit das Schneckenrad 21 feststeht.
Wird nun aber die Schnecke 22 mittels des Betätigungsgliedes 24 gedreht, so erfolgt
eine entsprechende Drehbewegung des Schneckenrades 21 und mithin des Planetenträgers
g. Damit aber tritt eine Verdrehung des Tellerrades ii gegenüber dem Tellerrad 7
des Umlaufgetriebes ein und damit auch eine Verdrehung des Zahnrades 13 gegenüber
dem Zahnrad 4. DieseDrehbewegung relativ zurhohlenAntriebswelle 1 wird nun über
Zahnrad 14, Ritzel 15, Zwischenwelle 16, Ritzel 17, Zahnkranz 18 auf die Schraubenmutter
1g übertragen und bewirkt eine Verdrehung derselben relativ zu der mit der Antriebswelle
i umlaufenden Verstellstange 3. Die Schraubenmutter 1g verschraubt sich also auf
dem Gewinde 2o, wodurch eine Verschiebung der Verstellstange 3 in der einen oder
anderen Richtung eintritt, die so lange anhält, wie die Schnecke 22 bewegt wird.
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Zur Erzielung eines guten unwuchtfreien Laufes der Antriebswelle i
bzw. des von ihr angetriebenen Propellers ist es zweckmäßig, die Zwischenwelle 16
mit ihren beiden Ritzeln 15 und 17 in mehrfacher Ausführung gleichmäßig über den
Umfang verteilt anzuordnen. Die Wellen 16 sind dabei in einem Teil 26
gelagert,
der zweckmäßig mit einem weiteren Teil 27 die Antriebskupplung (26, 27) bildet.