EP0541046B1

EP0541046B1 - Propellerpumpe mit Laufschaufelverstellung

Info

Publication number: EP0541046B1
Application number: EP92118822A
Authority: EP
Inventors: Ludwig Dipl.-Ing. Kiefer; Jörg Dipl.-Ing. Löw; Horst Dipl.-Ing. Lottermoser
Original assignee: Halberg Maschinenbau GmbH
Current assignee: Halberg Maschinenbau GmbH
Priority date: 1991-11-04
Filing date: 1992-11-03
Publication date: 1996-02-28
Anticipated expiration: 2012-11-03
Also published as: DE9113713U1; DE59205468D1; EP0541046A1

Description

Es ist bekannt, zum Verstellen der Laufschaufeln einer Propellerpumpe ein Verstellgetriebe vorzusehen, das innerhalb der Propellernabe für jede Laufschaufel eine Kulissenführung aufweist, die durch axiale Bewegung eines Teils der Kulissenführung verstellt wird. Dafür ist eine undrehbar längsgeführte Verstellmutter auf einer Gewindespindel vorgesehen, die von einer Verstellwelle angetrieben wird, die von oben durch die hohlgebohrte Pumpenwelle geführt ist (Prospekt MAN Nr. 365 4703 "Pumpenregelung"). Stattdessen kann die Spindel auch mittels eines der Propellernabe vorgeflanschten, unter Wasser angeordneten Verstellmotors angetrieben sein.
Für die Geradführung der Verstellmutter verwendet man eine Hülse, die die Mutter mit Keilführungen umgibt. Da die Kulissenführung nicht durch die Hülse hindurch zur Mutter durchgreifen kann, ordnet man die Mutter mit der Geradführung (in Strömungsrichtung gesehen) hinter der eigentlichen Propellernabe in einem Ansatz des Nabenflansches an, der mit der Pumpenwelle verbunden ist. - Ein Führungslager für die Pumpenwelle sollte möglichst nahe der Propellernabe angeordnet sein. Es wird deshalb so angeordnet, daß es den erwähnten Ansatz des Nabenflansches umgibt. Dies ist aufwendig, weil der Lagerdurchmesser im Hinblick auf die im Flanschansatz enthaltene Verstellmutter und Geradführung großen Durchmesser hat, was sich auch nachteilig auf die Lagerqualität auswirkt. Aufwendig ist die bekannte Lösung auch durch das Vorhandensein einer Keilführung für die Verstellmutter, die sehr sorgfältig ausgeführt sein muß, weil sie von den Verstellkräften der axial versetzten Kulissenführung in ungünstiger Weise beansprucht wird.
Ferner ist es bekannt (GB-A 1 278 825), die Verstellmutter außerhalb der Nabe und der Welle anzuordnen. Das hat zur Folge, daß statt der bei den vorgenannten Konstruktionen in der Pumpenwelle enthaltenen Verstellwelle eine Zug- oder Druckstange angeordnet ist, die die Kraft von der Kulisse zur außen angeordneten Verstellmutter überträgt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Propellerpumpe der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten und eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei der der Flanschansatz der Propellernabe frei ist von einer Verstellmutter oder einer Geradführung. Die erfindungsgemäße Lösung besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.
Die Verwendung von Führungsstangen als Geradführung für die Verstellmutter ermöglicht den radialen Durchgriff von den Kulissenführungen durch die Längsführung zu der Verstellmutter, so daß alle diese Teile in demselben axialen Bereich, nämlich in der Laufradnabe untergebracht werden können. Ein großdurchmeßriger Ansatz hinter dem Nabenflansch innerhalb des Führungslagers ist somit nicht erforderlich. Das Führungslager kann daher mit geringerem Durchmesser, entsprechend weniger aufwendig und mit hoher Führungsqualität ausgeführt werden. Auch der Verstellapparat ist weniger aufwendig, weil er zum einen wesentlich kleiner ausgeführt werden kann und zum anderen die Längsführung für die Verstellmutter einfacher ist. Für die Führungsstangen kann nämlich auf gezogenes Stangenmaterial zurückgegriffen werden. Wenn die Führungsstangen runden Querschnitt haben, werden die mit ihnen zusammenwirkenden Führungseinrichtungen von einfachen Bohrungen gebildet. Einfach ist auch die Halterung der Enden der Führungsstangen, weil dafür lediglich entsprechende Aufnahmebohrungen
einerseits im Nabenkörper und andererseits im Flansch der Nabe geschaffen werden müssen.
Zwar ist es denkbar, die Führungsstangen längsfest mit der Verstellmutter zu verbinden und sie in nabenfesten Führungsbohrungen gleiten zu lassen; bevorzugt wird jedoch eine Ausführung, bei welcher die Führungsstangen fest in der Propellernabe angeordnet sind und die Verstellmutter bzw. ein mit dieser fest verbundener Teil Führungsbohrungen enthält, die die Führungsstangen aufnehmen. Dies kann derselbe Teil sein, der auch die Kulissen zur Führung der Kulissensteine bildet, die mit den Schaufelzapfen verbunden sind.
Die Erfindung wird im folgenden näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, die ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel in einem Teil-Längsschnitt durch die Propellernabe zeigt.
Die Propellernabe wird gebildet von dem Nabenteil 1, der auf seiner in Strömungsrichtung 22 hinten liegenden Seite in nicht dargestellter Weise mit der Pumpenwelle verbunden ist, und dem Laufradkörper 2, der die Lager 3 für mehrere Laufschaufeln 4 bildet, deren Laufschaufelzapfen 5 innerhalb der Nabe 1, 2 einen Verstellhebel 6 tragen, der im Kulissenstein 7 endet.
Zentrisch innerhalb der Nabe 1, 2 ist die Gewindespindel 8 angeordnet, deren Ende in einem Lager 9 drehbar ist, das über den Flanschteil 10 fest mit dem Laufradkörper 2 verbunden ist. In nicht dargestellter, bekannter Weise ist die Gewindespindel über eine Verstellwelle mit einem Verstelltrieb verbunden.
Auf der Gewindespindel ist die Verstellmutter 11 angeordnet, die fest mit dem ringförmigen Führungsteil 12 verbunden ist, der die Verstellkulisse 13 für den Kulissenstein 7 bildet. Die Form und Anordnung der Kulissenführung 13 ist in bekannter Weise so gestaltet, daß sich bei axialer Bewegung des Führungsteils 12 die gewünschte Verstellung der Laufschaufeln 4 ergibt. Zu diesem Zweck muß die Verstellmutter 11 bzw. der Führungsteil 12 in Längsrichtung undrehbar geführt sein und ist er mit mehreren achsparallelen Bohrungen 14 versehen, die in Zahl, Anordnung und Abmessungen den Führungsstangen 15 entsprechen, die von gezogenem Rundmaterial gebildet sind und deren Enden einerseits in Bohrungen 16 des deckelfesten Lagerflansches 10 und andererseits in Bohrungen 17 des an dem Nabenteil 1 festen Halterings 18 gehalten sind. Die Bohrungen 16 könnten auch unmittelbar in den Laufradkörper 2 oder einem anderen mit diesem fest verbundenen Teil enthalten sein. Die Bohrungen 17 könnten auch unmittelbar in dem Nabenflansch 1 enthalten sein. Im dargestellten Fall ist der Haltering 18 über Paß- und Führungseinrichtungen 19 drehfest, aber zwecks leichterer Montage und Demontage längsbeweglich mit dem Nabenteil 1 oder einem darin angeordneten Aufnahmering 20 geführt.
Das Verhältnis zwischen der Einstellgenauigkeit und dem Herstellungsaufwand des Verstellapparates ist sehr günstig. Nicht nur sind die Führungsteile weniger aufwendig als bei bekannten Ausführungen, sondern die Voraussetzungen für die Kraftaufnahme durch die Führungsorgane sind auch günstiger, weil sowohl die Kulissenführung 7, 13 als auch die Längsführung 14, 15 der Kulisse bzw. der Verstellmutter in demselben axialen Bereich liegen.
Es versteht sich, daß die Anordnung in bekannter Weise zu der Achse 21 rotationssymmetrisch ist.
Ferner versteht es sich, daß die Erfindung sowohl bei der dargestellten halbaxialen Pumpenform als auch bei axialen Pumpen in Metall- und Betongehäuseausführung verwendbar ist.

Claims

Propellerpumpe mit Laufschaufelverstellung, deren Verstellapparat von einer Gewindespindel (8), einer Verstellmutter (11), die über eine in der Nabe (1,2) angeordnete Kulissenführung (13,7) die Stellung der Laufschaufeln (4) bestimmt, gebildet wird, wobei die Geradführung in der Nabe (1,2) angeordnet ist, und die Geradführung Führungsstangen (15) umfaßt, deren Enden am Laufradkörper (2) und/oder am Nabenteil (1) der Nabe gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellmuter (11) auf der Gewindespindel (8) axial verstellbar ist, mit einer Geradführung (14,15) versehen ist, und in der Nabe (1,2) angeordnet ist.
Propellerpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsstangen (15) und die zugehörigen Führungsaufnahmen (14) Kreisquerschnitt aufweisen.