DEP0039140DA - Vorrichtung zur Befestigung von Gebläseschaufeln - Google Patents

Description

Gebläseschaufeln wurden seither durch Nieten, Schweißen oder auch Schrauben an den sie tragenden Scheiben befestigt. Außerdem gibt es aus einem Stück gegossene oder gepresste Gebläseräder, bei denen die Schaufeln also unmittelbar mit den Scheiben verbunden sind. Diesen bekannten Schaufelbefestigungen haften stets Nachteile an:

Gegossene Schaufeln können aus Festigkeitsgründen nur mit beschränkter Umdrehungszahl Verwendung finden. Außerdem besitzen sie eine große Oberflächenrauhigkeit.

Gebläseschaufeln sind wegen der Kosten für die Gesenkherstellung nur bei Massenfertigung wirtschaftlich. Außerdem können sie nur mit einseitiger Scheibe und nicht mit beidseitiger Scheibenabdeckung hergestellt werden.

Geschweißte Schaufeln sind mit beidseitiger Scheibenabdeckung, insbesondere bei geringer Schaufelbreite nicht herstellbar. Die Schweißnaht ist wegen der großen Rauhigkeit strömungstechnisch nachteilig. Für höchste Geschwindigkeiten ist die Schweißung aus Festigkeitsgründen zu riskant, zumal eine durchgehende Schweißung wegen des starken Verziehens der Scheiben sehr schwierig zu bewerkstelligen ist.

Bei allen bis jetzt genannten Konstruktionen ist ein Auswechseln der Schaufeln nicht möglich. Es müssen vielmehr bei Verschleiß die ganzen Gebläseräder ausgetauscht werden.

Genietete und geschraubte Schaufeln können notfalls ausgewechselt werden bei weiterer Verwendung der Scheiben, doch ist es bei der Nietung im allgemeinen unwirtschaftlich. Ein Anschrauben der Schaufeln findet in den seltensten Fällen statt, da es die bei weitem umständlichste und wegen der Gefahr des Lösens der Schrauben am meisten mit Risiko behaftete Befestigungsart darstellt.

Für hoch beanspruchte Gebläseräder wird deshalb im allgemeinen die Nietung bevorzugt, wobei U- oder Z-förmig abgewinkelte Schaufeln benutzt werden. Die Befestigungsart besitzt den Nachteil, daß die Strömung durch die Nietköpfe gestört wird, daß die Nietung, insbesondere bei Hochdruckgebläserädern - mit geringer Schaufelbreite und hohen Umfangsgeschwindigkeiten - eine Handarbeit ist, die viel Zeit beansprucht und von zuverlässigen Facharbeitern ausgeführt werden muß, und daß ein getrenntes Auswechseln der Gebläseschaufeln im allgemeinen nicht möglich ist.

Da bei Hochdruckgebläsen die Scheiben aus wertvollem Material gedreht werden müssen, bringt der Ersatz des ganzen Gebläserades erhebliche und unnötige Kosten mit sich. Dies kann aber häufiger notwendig sein, wenn der Betrieb des Gebläses mit einem starken Schaufelverschleiß verbunden ist.

Es wurde nun eine Befestigungsart von Gebläseschaufeln gefunden, bei der alle oben geschilderten Nachteile vermieden sind. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln zwischen zwei Scheiben beidseitig in in den Scheiben angebrachten Nuten eingelassen sind, und beide Scheiben zusammengepresst werden. Die erfindungsgemäße Befestigungsart ist besonders vorteilhaft bei Hochdruckgebläsen, die mit hoher Tourenzahl umlaufen müssen und gedrehte Scheiben mit nach innen zunehmender Dicke besitzen. Die Nuten werden in diesem Falle in die Scheiben eingefräst oder gestoßen. Die Schaufeln sollen möglichst genau in die Nuten passen.

Es eignet sich deshalb für die Schaufeln in hervorragendem Maße Bandstahl. Bandstahl ist infolge seiner vollkommenen glatten Oberfläche und seiner großen Härte das bestgeeignete Material für Gebläseschaufeln, konnte aber seither nicht benutzt werden, da er weder geschweißt noch zum Schrauben oder Nieten abgewinkelt, also nach den üblichen Methoden nicht befestigt werden kann.

Erfindungsgemäß wird der Bandstahl in die genau passenden Nuten der Scheiben eingelassen. Die Befestigungsart ist ohne weiteres anwendbar bei radialen Schaufeln, sofern beide Scheiben genügend fest aneinandergepresst werden, so daß die Reibung in den Nuten die Fliehkraft überwindet. Das Anpressen wird in diesem Falle am besten an der Welle bzw. Nabe vorgenommen, wobei die eine Scheibe Durchbrechungen zum Eintritt der Strömung haben muß oder mit einer zweiten mit Durchbrechungen versehenen Scheibe von der Welle aus angepresst werden kann.

Es ist aber zweckmässiger, die Nuten gegenüber der Radial- richtung nach vorwärts oder rückwärts zu neigen, so daß ein Gebläse mit entweder vorwärts oder rückwärts geneigten Schaufeln entsteht. Sofern es sich um Hochdruckgebläse handelt, kommt die Rückwärtsneigung in Frage, da Hochdruckgebläse sowieso immer mit rückwärts geneigten Schaufeln ausgerüstet werden. In diesem Falle wird ein Teil der Fliehkraft durch die Seitenflanken der Nuten aufgenommen. Gleichzeitig erhöht sich dadurch die Reibung, so daß ein Herausfliegen der Schaufeln bei einer gewissen, leicht zu erzeugenden Pressung nicht möglich ist.

Die radiale Schaufelform kann entweder geradlinig oder gekrümmt sein. Bei der gekrümmten Form müssen die Nuten mit einer besonderen Fräseinrichtung, beispielsweise einem Kopierfräser, hergestellt werden. Bei geradlinigen Schaufeln ist die Herstellung der Nuten sehr einfach.

Um bei sehr hochtourigen Gebläserädern ein Herausfliegen der Schaufeln mit absoluter Sicherheit zu vermeiden, können erfindungsgemäß diese innen an Schrauben oder Bolzen schlaufenförmig aufgehängt werden. Hochdruckgebläse werden aus strömungstechnischen Gründen meistens mit von innen nach außen abnehmendem radialem Scheibenabstand ausgeführt. Hierbei kann ein weiterer Erfindungsgedanke angewendet werden, der darin besteht, daß die Nuttiefe von innen nach außen in gleichem Maße zunimmt, wie der Scheibenabstand abnimmt, so daß Schaufeln gleicher Breite eingelassen werden können, also nach wie vor ein normaler Bandstahl ohne weitere Bearbeitung benutzt werden kann.

Es ist dabei zweckmäßig, daß im Falle einer zusätzlichen Befestigung der Schaufeln mit Schrauben oder Bolzen die Nuten in den beiden Scheiben und die Verringerung des axialen Scheibenabstandes erst außerhalb der Schlaufen beginnen. Die Schlaufenbefestigung als solche ist bei dünnem Bandstahl von 1-1 1/2 mm Dicke leicht möglich, indem dieser um die Bolzen herumgeführt wird, und die beiden Bandstahlenden mit wenigen kleinen Nieten zusammengenietet werden.

Je nach den Bedingungen kann es dabei zweckmäßig sein, daß das eine Ende kurz ist, also unmittelbar hinter der Vernietung aufhört, und nur das andere Bandstahlende in die Nuten eingelassen ist, oder es können beide Bandstahlenden gleich lang sein und zusammen in die Nuten eingelassen werden. In diesem letzteren Falle kann auch auf eine Vernietung beider Bandstahlenden verzichtet werden.

Die Schrauben können erfindungsgemäß gleichzeitig zum Zusammenpressen der beiden Scheiben dienen.

In Figur 1 und 2 ist eine solche Ausführungsform der Vorrichtung dargestellt. Das Gebläsegehäuse ist der Einfachheit halber nicht abgebildet. Das Gebläserad besteht aus der mit einer Nabe an der Welle 1 befestigten Scheibe 2, der Gegenscheibe 3, den Bandstahlschaufeln 4 und den Schrauben 5. Die Bandstahlschaufeln 4 sind in Form einer Schlaufe 6 um die Schrauben 5 herumgelegt und dahinter mittels Nieten 7 miteinander vernietet. Während im linken Teil der Figur 1 Bandstahlschaufeln mit verschieden langen Enden dargestellt sind, sind im rechten Teil solche mit gleich langen Enden abgebildet, wobei beide Enden zusammen die Schaufeln bilden und zusammen in den Nuten eingelassen sind. Eine Vernietung beider Schaufelenden ist hierbei selbstverständlich möglich, aber nicht notwendig. Der axiale Abstand der beiden Scheiben 2 und 3 ist bis zum Ende der Schlaufe konstant, also bis zum Ende des kürzeren Bandstahlendes oder bis zum gegenseitigen Anliegen der beiden gleich langen Bandstahlenden. Von da ab verringert sich der axiale Scheibenabstand und beginnen die nach außen zu in gleichem Maße tiefer werdenden Nuten, deren untere Kante durch die gestrichelten Linien 8 dargestellt ist. Die Breite der Bandstahlschaufeln kann somit konstant gehalten werden.

Die Erfindung vereinigt zahlreiche Vorteile, die insbesondere von entscheidender Bedeutung sind, wenn das Gebläse zur Förderung von verschleißenden Staubgasgemischen bei hohen Umfangsgeschwindigkeiten benutzt wird. Letzteres ist beispielsweise der Fall beim Einbau solcher Gebläsestufen in schnellaufende Zerkleinerungsmaschinen, wie sie zum Herausfördern des Gutluftstromes und zum Erzeugen einer der schleudernden Wirkung der Mahlorgane entgegengerichteten Sichtluftströmung innerhalb des Mahlraumes angewendet werden. In diesem Falle ist es von äußerster Wichtigkeit, daß die Gebläseschaufeln aus einem harten, dem Verschleiß widerstehenden Material bestehen, daß ferner diese Schaufeln leicht ausgewechselt werden müssen, da diese möglicherweise auch noch zum Befestigen von Mahlorganen verwendet werden und eine komplizierte Formgebung besitzen können, somit teuer sind. Ferner muß jede Rauhigkeit und jede Stoßstelle vermieden werden, da diese außer der energieverzehrenden Wirkung den Anlaß zum Anhaften des Gutes bilden. Auch die durch die schlaufenförmige Aufhängung bedingte runde Eintrittskante in dass Gebläse ist hierbei und kann auch in vielen anderen Anwendungsfällen von Vorteil sein, da man auf diese Weise in jedem Falle stoßfreie Eintrittsverhältnisse hat. Bekanntlich ist der Eintrittsstoß bei Gebläsen nicht nur eine Quelle erheblichen Energieverlustes, sondern auch die Ursache der abfallenden Gebläsekennlinie bei starker Gebläsedrosselung und somit des sogenannten Pumpens der Gebläse. Soll also die Fördermenge der Gebläse auch bei kleinen Fördermengen regelbar sein, so ist die Anwendung eines bestimmten Schaufeleintrittswinkels nicht zweckmäßig, sondern empfiehlt sich die abgerundete erfindungsgemäße Ausführungsform.

Die erfindungsgemäße Ausführungsform erfüllt sämtliche obengenannten Forderungen. Die Bandstahlschaufeln sind sehr leicht auswechselbar. Die Strömungskanäle sind absolut glatt, und die Schaufeln dank der Verwendung gehärteten Bandstahls von großer Verschleißfestigkeit. Die Auswechselung erfolgt durch Lösen der Schrauben 5, die gleichzeitig zum Zusammenpressen der beiden Scheiben dienen.

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Befestigung von Gebläseschaufeln, dadurch gekennzeichnet, daß diese zwischen zwei Scheiben beidseitig in in den Scheiben angebrachten Nuten eingelassen sind und beide Scheiben zusammengepresst sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten gegenüber der Radialrichtung nach vorwärts oder rückwärts geneigt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 - 2, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Abstand beider Scheiben von innen nach außen abnimmt, während die Nuttiefe in gleichem Maße zunimmt, so daß Schaufeln gleicher Breite eingelassen werden können.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln aus Bandstahl bestehen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln innen an Schrauben oder Bolzen schlaufenförmig aufgehängt sind und daß die Nuten in beiden Scheiben und die Verringerung des axialen Scheibenabstandes erst außerhalb der Schlaufen beginnen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß beide Enden der schlaufenartig um die Schrauben oder Bolzen herumgeführten Bandstahlschaufeln gleich lang sind und zusammen in die Nuten eingelassen sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Ende in die Nuten eingelassen ist, während das andere kurze Ende schlaufenartig um die Bolzen oder Schrauben herumgeführt und mit dem anderen Ende vernietet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrauben gleichzeitig zum Zusammenziehen der beiden Schieben dienen.