EP1820941A1 - Guide vane assembly - Google Patents

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Publication number
EP1820941A1
EP1820941A1 EP06017925A EP06017925A EP1820941A1 EP 1820941 A1 EP1820941 A1 EP 1820941A1 EP 06017925 A EP06017925 A EP 06017925A EP 06017925 A EP06017925 A EP 06017925A EP 1820941 A1 EP1820941 A1 EP 1820941A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
blades
lever
drive
adjusting device
blade
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP06017925A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Dieter Nass
Ilka Sebastian
Wolfgang Zacharias
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to EP06017925A priority Critical patent/EP1820941A1/en
Publication of EP1820941A1 publication Critical patent/EP1820941A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/52Casings; Connections of working fluid for axial pumps
    • F04D29/54Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/56Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable
    • F04D29/563Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable specially adapted for elastic fluid pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10Final actuators
    • F01D17/12Final actuators arranged in stator parts
    • F01D17/14Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
    • F01D17/16Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes
    • F01D17/165Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes for radial flow, i.e. the vanes turning around axes which are essentially parallel to the rotor centre line
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00Manufacture
    • F05D2230/60Assembly methods
    • F05D2230/64Assembly methods using positioning or alignment devices for aligning or centring, e.g. pins
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00Geometry
    • F05D2250/70Shape
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00Function
    • F05D2260/50Kinematic linkage, i.e. transmission of position
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
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    • F05D2260/00Function
    • F05D2260/50Kinematic linkage, i.e. transmission of position
    • F05D2260/52Kinematic linkage, i.e. transmission of position involving springs
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00Function
    • F05D2260/70Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades
    • F05D2260/79Bearing, support or actuation arrangements therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00Function
    • F05D2260/96Preventing, counteracting or reducing vibration or noise

Definitions

  • the invention relates to a nozzle with adjustable blades, which are mounted on the drive side, wherein each blade has a lever mechanism which is connected to an adjusting device, and wherein the blades have a drive-side bearing opposite end.
  • the DE 103 11 227 B4 discloses a nozzle for a radial turbine with arranged in a housing, adjustable for flow control by means of an actuator blades, a collar with outwardly open recesses, each bounded by two parallel, extending in the radial direction abutment surfaces.
  • the mutual distance of the contact surfaces is chosen so that the circular end portions of the adjusting lever slidably engage in the recesses, wherein the recesses are dimensioned so that with cold collar between the bottom of the recesses and the end portions of the lever a correspondingly sized gap remains free, so that upon heating of the adjusting ring, the end parts can dive into the column, wherein the recesses are dimensioned to be wider than the thickness of the end portions of the adjusting lever.
  • a dry lubrication in the form of sliding inserts is provided for the adjusting ring and / or the adjusting lever.
  • Diaphragms of the type mentioned are known and are eg in large machines such as compressors or compressors and / or turbines to control the map and to reduce the starting power used.
  • the nozzles are mounted in a flow channel of the compressor or compressor, so that the nozzles can also be referred to as constraintsleitapparate.
  • the nozzles have an adjusting device or the adjusting device, which must be performed relatively free of play, in order to avoid hysteresis and uncontrolled blade movements. In particular, high temperature differences, large dimensions and coefficients of thermal expansion of materials in the design must be taken into account.
  • the high temperature differences (-105 ° C. to + 300 ° C.) result in extremely large thermal expansions, which can impair operation.
  • This impairment occurs in particular on moving components of the inlet guide. Specifically, it may cause undesirable vibrations and rattling of the moving components due to differential thermal expansion. In particular, the unwanted vibrations can damage the loose components.
  • components at least temporarily lose their mobility as a result of terminals. When starting the machine, it may therefore happen that the inlet guide jammed and the guide grid can not be opened.
  • the invention has for its object to improve a diffuser of the type mentioned in particular for large machines with simple means to go that the Susceptibility to vibrations and rattling is reduced, at the same time a mobility of the components to be moved should be ensured.
  • the object is achieved by a control device associated with the blades, which has a circumferentially extending sliding bearing, wherein radially opposite sliding bearing surfaces are elastically braced against each other.
  • the The totally annular wherein the adjusting device extends along a circumferential direction.
  • a certain position of the common adjusting device is achieved without a tendency to rattling or swinging occurs.
  • a reliable mobility without clamping is achieved. Almost follows the exposed to the strong thermal influences slide bearing the outer temperature gradients and ensures the mobility due to the elastically biased but sliding slide bearing surfaces.
  • the adjusting device is seen in cross-section U-shaped with a base web and two U-legs, wherein in the base web at least one recess is introduced, in which at least one actuator or a guide element is added ,
  • the adjusting device is preferably formed in two parts from a cross-sectionally L-shaped and an I-shaped component, which are connected to each other, preferably screwed.
  • a transverse web of the L-shaped component preferably forms the base web, with which the I-shaped component can be connected.
  • the I-shaped component and a longitudinal web of the L-shaped component form the U-legs.
  • the guide element causes the radial guidance of the adjusting device and forms one of Sliding bearing surfaces, wherein a second sliding bearing surface is arranged radially opposite.
  • the recess may be introduced radially circumferentially in the base web.
  • the recess can also be introduced circumferentially interrupted in the base web, so that a plurality of guide elements are arranged in the plurality of recesses, which will be discussed in more detail below.
  • the guide element is formed from a force accumulator, ie an elastic element, a guide sleeve and a sliding element, wherein the guide element sufficiently compliant with the base web of Adjusting device is connected, which is achieved in particular with the energy storage or with the elastic element.
  • the actuator is thus quasi thermally decoupled to the housing, whereby a thermally independent guidance of the lever mechanism and the common actuating device is ensured.
  • the radial guidance of the adjusting device takes place with the guide elements or the respective force accumulator, the respective guide sleeve and the respective sliding element, with which the adjusting device is able to follow extreme thermal influences without the functioning of the finallysleitapparates or diffuser to affect.
  • the guide sleeve is pressed by means of the elastic element or the energy accumulator in the circumferential direction, preferably radially against a counter sliding or against the second sliding bearing surface, so that the radially opposite sliding bearing surfaces are formed, which are braced against each other by means of the force accumulator.
  • the sliding bearing provides a plurality of sliding in the radial direction normal to the sliding surface sliding bearing surfaces, which by means of elastic elements or the energy storage are clamped in the direction of the mobility against the second sliding bearing surface.
  • the elastic elements or energy storage can preferably be designed as disc springs.
  • the sliding elements are preferably arranged on a head region of the guide sleeve which is opposite the force accumulator. It is expedient for the purposes of the invention if the movable sliding bearing surfaces or the guide sleeve, which is prestressed by means of the force accumulator, have a particularly low coefficient of static friction or good sliding properties, wherein the sliding surfaces can be Teflon-coated or provided with a plastic or a bronze. Particularly useful is a use of graphite or Teflon as a sliding element.
  • the second sliding bearing surface can be coated or executed accordingly. It is also possible to use sliding elements and at the same time a coating of the second sliding bearing surface.
  • the lever mechanism of each blade is accommodated in a common, separate housing wherein the lever mechanism of the radially encircling in the housing adjusting device is assigned such that at least one of the blades is driven by a drive and the other blades are forcibly driven.
  • a lever mechanism in particular for a strictlysleitapparat, for example, for radial compressors, in particular for turbo compressors, arranged as a module in a separate housing, so that a Kennfeldbeein kgung or throttling by means of the adjusting device adjustable blades can be achieved.
  • the lever mechanism which on the one hand has a drive mechanism and on the other hand an output mechanism, it is advantageously possible at least one of To drive blades with a drive, wherein the other blades via the output mechanism, which is connected to the actuator and a respective blade shank of the positively driven blades inevitably take along.
  • the housing is designed in two parts, wherein the two housing parts are frictionally connected with each other, and wherein the housing in its interior a contact surface, so the second sliding bearing surface for the adjusting device or for the sliding element or for the guide element having.
  • one of the housing parts can first be connected to the housing of the inlet guide apparatus in order to install the lever mechanism and the adjusting device. To close the housing, the other housing part is then screwed only with the already connected to the housing of the diffuser housing part.
  • the lever mechanism of the driven blade ie the drive mechanism
  • the drive lever has a drive lever connected to the drive, to which a transmission lever is connected, wherein the transmission lever is connected to a coupling lever, which is connected to the actuating device
  • the drive lever is preferably congruent with its center line to the center line of the drive and the blade to be driven or their blade shank.
  • the drive lever is simultaneously designed as a drive shaft. It is of course possible to run drive lever and drive shaft as separate components.
  • lever mechanism of the positively driven blades ie the output mechanism, one with the adjusting device connected output coupling lever which is connected to a driven lever, which is connected on the other side with the blade shank of the positively driven blade.
  • the respectively interconnected lever are rotatably connected to each other and that the coupling lever or output coupling lever is rotatably connected to the adjusting device.
  • the respective rotating surfaces may have suitable sliding coatings or sliding elements, for example plastic coatings or liners.
  • a lever mechanism that is to say a drive mechanism, is thus made available in which the drive takes place via the drive lever, which is mounted radially and axially in the separate housing.
  • the transmission lever and the coupling lever which is connected to the adjusting device, so the blade is driven, wherein the driven blade is preferably mounted with its blade shank in the drive lever.
  • the output of the positively driven blades is advantageously via the adjusting device, which acts by means of the respective output coupling lever on the respective output lever, on the other hand connected to the radially and axially mounted in the separate housing positively driven blades, or their respective blade shank.
  • the power flow is advantageously carried out perpendicular to the respective axes of rotation of the lever mechanism to avoid lateral forces or moments.
  • the object is therefore also achieved in that the drive opposite the end of the blades, ie the guide vanes, each having a pin which is mounted in a bore of a flow-guiding element, wherein at least one ring element is provided which radially in the pin the bore clamped.
  • the ring element may also be referred to as a radial fixing component.
  • the ring member has a radial elasticity and in addition good sliding properties, wherein preferably plastic can be used and / or Teflonoberfest are provided.
  • the ring member has a V-shaped cross-section, so that preferably a resilient ring member is formed, with its two V-legs approach in elastic deformation substantially each other or remove each other.
  • the end of the blades ie the guide vanes, which faces the drive side, is assigned in each case at least one flow-guiding element which can be connected to the blades via a centering element.
  • the centering causes on the one hand a centering of the flow-guiding element on each blade in the radial direction, wherein the centering element is associated with the ring element, and wherein the respective centering element is designed such that it is capable of extreme to follow thermal influences, without affecting the operation of the inlet guide.
  • the centering causes on the other hand a positioning or holding the flow-guiding element in the axial direction.
  • a centering element with a double function which can act in the axial and in the radial direction, wherein in particular a radial vibration damping and a thermal decoupling of the flow-guiding element to the associated blade end is achieved.
  • the centering element therefore preferably has radial fixing components or the ring element and axial fixing components.
  • the centering element or its axial and radial fixing components are preferably arranged on the pin which is assigned to the opposite end of the blades to the drive.
  • the pin is preferably congruent with its center line to the center line of the blades.
  • the centering element preferably has spring rings, for example a steel disk, as the axial fixing component on the blade side, a thrust washer being disposed opposite thereto.
  • the steel disc and the thrust washer are spaced apart in the axial direction by means of a cylindrical body or a sleeve body.
  • the radial fixing component or the ring element is arranged on the one hand between mutually associated end faces of the steel disc and the cylindrical body and on the other between mutually associated end faces of the cylindrical body and the thrust washer.
  • the ring element is seen in cross-section preferably designed V-shaped.
  • the ring element is doing with his closed head region in each case in the direction of the cylindrical body and oriented with its head region opposite free leg ends in the direction of the respectively associated axial fixing, so that quasi a resilient ring member is formed, the two legs approach each other in elastic deformation or remove each other.
  • the flow-guiding element has the bore which is slightly larger than the outer diameter of the pin of its inner diameter.
  • the flow-guiding element in the region of the through hole has a stepped configuration, which is adapted to the configuration or dimension of the axial fixing components and the steel disc and the thrust washer.
  • FIG. 1 shows a partial cross section through a distributor 1 with adjustable blades 2 and 3, respectively.
  • the blades 2 and 3 are mounted on the drive side.
  • the blade 2 is driven with the blade 3 forcibly driven, as shown in FIG. 1 so that the reference numeral 3 is put in parentheses.
  • the blades 2 and 3 have on the drive side in each case a blade shank 4 or 6, wherein the reference numeral 6 in Figure 1 is again set in parentheses to illustrate that this is assigned to each of the positively driven blades 3.
  • Each blade 2 or 3 has a lever mechanism 7, which is connected to an adjusting device 8.
  • the blades 2 and 3 respectively have an end 9 which lies opposite the drive-side mounting, that is to say the blade shank 4 or 6 (FIG. 3).
  • each blade 2 and 3 is accommodated in a common, separate housing 11, wherein the lever mechanism 7 arranged in the housing 11, radially Circumferential adjusting device 8 is assigned such that at least the driven blade 2 is driven by a drive 12 and the other blades 3 are forcibly driven, so that the blades 2.3 commonly associated adjusting device 8 on the blades 2.3 and on the vanes acts.
  • a relatively large engine preferably a radial compressor with eighteen blades is shown, with only one of the blades 2 driven, with the other seventeen blades 3 forcibly driven.
  • the mechanism of the driven blade 2 and one of the positively driven blades 3 will be described by way of example.
  • the housing 11 is designed in two parts, wherein the two housing parts 13, 14 positively frictionally connected to each other, preferably are screwed together.
  • the housing parts 13, 14 are preferably made in one piece.
  • the housing 11 has in its interior a radially circumferential contact surface 16 for the adjusting device 8.
  • a housing part 13 is first connected to the associated housing part of a compressor exemplified, preferably screwed to close the housing part 13 after mounting the lever mechanism 7 and the adjusting device 8 in the second housing part 14, so that Housing 11 is formed with the lever mechanism 7 arranged therein. To close the two housing parts 13,14 only one screw is required.
  • the lever mechanism 7 has a drive mechanism and an output mechanism
  • the lever mechanism 7 of the driven blade 2 that is to say the drive mechanism, has one with the drive 12 connected to drive lever 17, with which a transmission lever 18 is connected, which is connected to a coupling lever 19.
  • the coupling lever 19 is connected to the adjusting device 8.
  • the drive lever 17 is in the illustrated embodiment at the same time a drive shaft.
  • drive lever 17 and drive shaft can also be designed as separate components.
  • the drive lever 17 with its center line X is congruent with the center line of the blade shank 4 and also congruent with the center line of a bearing 21 or a bearing cover of the drive lever 17 or the drive shaft.
  • the lever mechanism 7 of the forcibly driven blade 3, that is to say the output mechanism, likewise has an output coupling lever 20, which is connected to an output lever 22.
  • the output lever 22 is now connected to the blade shank 6 of the forcibly driven blade 3.
  • the components of the output mechanism with their reference numerals are again in parentheses.
  • the lateral forces in the drive lever 17 are received in the bearing 21 and the bearing cap.
  • the transmission lever 18 has at its drive lever-side end Aufsteckauge and is so firm or rigid, so not rotatable, connected to the drive lever 17.
  • these levers at the respectively associated ends also have eyes in which a pintle can engage.
  • the transmission lever 18 via the coupling lever 19 and output coupling lever 20 is also connected to the output lever 22.
  • the coupling lever 19 or output coupling lever 20 engages on one side with his eye in the adjusting device 8 and is also rotatably connected to the adjusting device 8.
  • the adjusting device 8 is seen in cross-section U-shaped with a base web 23 and two U-legs 24 executed.
  • the U-legs 24 are each oriented with their free end to the blade shank 4 or 6 and have a gap which is adapted approximately to the dimensions of the coupling lever 19 and the output coupling lever 20.
  • the adjusting device 8 is formed in the illustrated embodiment in two parts of a seen in cross-section L-shaped component and an I-shaped component in cross-section.
  • a transverse web of the L-shaped component forms the base web 23, to which the I-shaped component is connected, preferably screwed.
  • a longitudinal web of the L-shaped component and the I-shaped component thus form the U-legs 24.
  • a recess is made in the base web 23 in which a guide element 26 is received.
  • the guide element 26 has a force accumulator 27 or an elastic element, preferably a cup spring package and a guide sleeve 28, to which a sliding element 29 is associated at the end or at its head region.
  • the guide element 26 is sufficiently connected to the base web 23 on the inside.
  • a single guide element 26 is shown, wherein a multiplicity of guide elements are arranged circumferentially distributed on the adjusting device 8.
  • seven guide elements 26 are provided. The fact that not a single radially encircling guide element 26 is used, the costs for the production of the diffuser are further reduced because not the entire inner radial surface, in particular with the very expensive sliding element is provided.
  • the force storage element 27 causes a play-free guidance of the adjusting device 8 and compensates for differences in temperature differences and thermal expansion coefficients.
  • the energy storage 27 is designed as a plate spring package but can also be designed as a helical spring or the like.
  • the guide sleeve 28 is seen in cross section designed as a cylindrical body having in its interior a through hole for receiving a connecting element.
  • the sliding member 29 is executed in the illustrated embodiment as a plug, preferably as a round plug, wherein the design of the sliding element 29 is based on the finding that this must be as small as possible for cost reasons, while still a sufficiently high surface pressure to be achieved.
  • the sliding member 29 has a particularly low coefficient of static friction or good sliding properties, with preference Teflon or graphite can be used.
  • the adjusting device 8 is guided radially, wherein a thermal decoupling of the adjusting device 8, which can also be referred to as a collar , is achieved.
  • a control device 8 associated with the blades 2, 3 is accordingly formed, which has a sliding bearing extending in the circumferential direction, in which radially opposite sliding bearing surfaces (sliding element 29, contact surface 16) are elastically braced against each other by means of the force accumulator 27 (elastic element) ,
  • the totally annular is formed substantially annular, wherein the adjusting device 8 extends along a circumferential direction.
  • a certain position of the common actuator 8 achieved without a tendency to rattling or swinging is observed.
  • a reliable mobility without clamping is achieved.
  • the sliding bearing which is exposed to strong thermal influences, easily follows the outer temperature curves and ensures mobility owing to the elastically prestressed but displaceable sliding bearing surfaces (sliding element 29, contact surface 16).
  • a lever mechanism 7, for example, for radial compressors as a module in the separate housing 11 is arranged to achieve, for example, Kennfeldbeeinlurgi Weg 11, or throttling by means of the adjusting device 8 adjustable blades 2 and 3 respectively.
  • the drive takes place via the drive lever 17 which is mounted radially and axially in the housing of the distributor and the housing 11, wherein the seen in cross-section U-shaped adjusting device 8, the transmission lever 18 and the coupling lever 19 including the blade 2 is driven ( drive mechanism).
  • the output is via the adjusting device 8, which acts by means of the output coupling lever 20 on the output lever 22, which are connected to the radially and axially mounted in the housing 11, forcibly driven blades 3 (output mechanism).
  • the power flow takes place perpendicular to the axes of rotation or
  • the invention is not limited to the embodiment described. It is conceivable, for example, an arrangement in which a conventional gear transmission is provided with an internally toothed sun gear and various planetary gears, wherein the sun gear is provided with, according to the invention, elastically biased and extending in the circumferential direction radial sliding surfaces.
  • FIG. 3 shows a partial cross section through the distributor 1, the end 9 of the blades 2 or 3 opposite the drive side blade side in particular being illustrated here.
  • a single flow-guiding element 31 is assigned in the illustrated embodiment, which is connected via a respective centering element 32 with the blades 2 and 3 respectively.
  • the flow-guiding element 31, which can also be referred to as a flow-guiding plate or ring plate, is necessary in order to ensure the distance to the flow channel after the installation of the inlet guide apparatus, wherein the flow-guiding element 31 is centered on the blades 2 and 3 respectively.
  • the end 9 of the blades 2 and 3 has a pin 33, wherein the flow-guiding element 31 has eighteen through-holes in the illustrated embodiment, which are designed by its inner diameter slightly larger than the outer diameter of the respective pin 33.
  • the centering element 32 is used for radial Centering and axial positioning or axial holding the flow guiding element 31, wherein the centering axial fixing components 34,36 and 37 and radial fixing components 38 has.
  • the fixing component 34 is designed as a spring ring or as a steel disc and associated with the blade-side surface of the flow-guiding element 31.
  • the fixing component 36 is also designed as a spring ring or as a thrust washer and arranged on one of the side facing the blade-side surface of the flow-guiding element 31.
  • the fixing component 37 is designed as a hollow cylindrical body, which is adapted with its inner diameter approximately to the outer diameter of the pin 33.
  • the axial fixing component 37 serves as a kind of spacer element for the two axial fixing components 34 and 36, respectively.
  • the respective fixing components 34, 36, and 37 are arranged within the bore of the flow-guiding element 31 and each have a radial play for the latter.
  • the radial fixing component 38 is arranged, which can also be referred to as a ring element.
  • the pin 33 is braced radially in the bore.
  • the radial fixing component 38 is shown enlarged in detail in FIG.
  • the radial fixing component 38 viewed in cross-section, is oriented in a V-shaped manner with a closed head region 39 in each case in the direction of the hollow cylindrical body 37.
  • the ring element With its free leg ends 41 opposite the head region, the ring element is oriented in the direction of the axial fixing components 34 and 36, respectively.
  • Clearly removed from Figure 4 is an elastic mobility of the two V-leg ends 41 with elastic deformation, so that both V-legs can approach or remove each other. This mobility is shown by means of the double arrow 42.
  • the radial fixing component 38 or the resilient ring element assumes a damping function in the radial direction and can also be referred to as a damping element.
  • the respective associated sides of the flow-guiding element 31 have step-shaped configurations which are adapted to the dimensions of the respective fixing components 34 and 36, respectively.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)
  • Support Of The Bearing (AREA)

Abstract

Each adjustable turbine blade (2,3) has a lever mechanism linked to an adjusting device. Turbine blades have one end (9) lying opposite an arrangement of bearings on the side of a driving mechanism. This end of the turbine blades opposite the driving mechanism has a peg (33) fitted in a drilled hole on a element (31) for controlling flow.

Description

Die Erfindung betrifft einen Leitapparat mit verstellbaren Schaufeln, die antriebsseitig gelagert sind, wobei jede Schaufel einen Hebelmechanismus aufweist, der mit einer Stellvorrichtung verbunden ist, und wobei die Schaufeln ein zur antriebsseitigen Lagerung gegenüber liegendes Ende aufweisen.The invention relates to a nozzle with adjustable blades, which are mounted on the drive side, wherein each blade has a lever mechanism which is connected to an adjusting device, and wherein the blades have a drive-side bearing opposite end.

Die DE 103 11 227 B4 offenbart einen Leitapparat für eine Radialturbine mit in einem Gehäuse angeordneten, zur Durchflussmengenregelung mittels einer Stellvorrichtung einstellbaren Schaufeln, wobei ein Stellring mit nach außen offenen Ausnehmungen, die je durch zwei parallele, in radialer Richtung verlaufende Anlageflächen begrenzt sind. Es sind Stellhebel vorgesehen, die je mit einem kreisförmigen Endteil in je eine Ausnehmung eingreifen sowie am anderen Ende drehfest mit je einem Schaufelschaft gekoppelt sind. Der gegenseitige Abstand der Anlageflächen ist so gewählt, dass die kreisförmigen Endteile der Stellhebel verschiebbar in die Ausnehmungen eingreifen, wobei die Ausnehmungen so bemessen sind, dass bei kaltem Stellring zwischen dem Grund der Ausnehmungen und der Endteile der Stellhebel ein entsprechend dimensionierter Spalt frei bleibt, so dass bei Erwärmung des Stellrings die Endteile in die Spalte eintauchen können, wobei die Ausnehmungen breiter als die Dicke der Endteile der Stellhebel bemessen sind. Für den Stellring und/oder die Stellhebel ist eine Trockenschmierung in Form von Gleiteinsätzen vorgesehen.The DE 103 11 227 B4 discloses a nozzle for a radial turbine with arranged in a housing, adjustable for flow control by means of an actuator blades, a collar with outwardly open recesses, each bounded by two parallel, extending in the radial direction abutment surfaces. There are levers provided which each engage with a circular end portion in a respective recess and are rotatably coupled at the other end with a respective blade shank. The mutual distance of the contact surfaces is chosen so that the circular end portions of the adjusting lever slidably engage in the recesses, wherein the recesses are dimensioned so that with cold collar between the bottom of the recesses and the end portions of the lever a correspondingly sized gap remains free, so that upon heating of the adjusting ring, the end parts can dive into the column, wherein the recesses are dimensioned to be wider than the thickness of the end portions of the adjusting lever. For the adjusting ring and / or the adjusting lever a dry lubrication in the form of sliding inserts is provided.

Leitapparate der Eingangs genannten Art sind bekannt und werden z.B. in großen Maschinen wie beispielsweise bei Verdichtern bzw. Kompressoren und/oder Turbinen zur Regelung des Kennfeldes und zur Reduzierung der Anfahrleistung eingesetzt. Üblicherweise werden die Leitapparate in einen Strömungskanal des Kompressors bzw. Verdichters montiert, so dass die Leitapparate auch als Eintrittsleitapparate bezeichnet werden können. Zur Verstellung der Schaufeln weisen die Leitapparate eine Verstelleinrichtung bzw. die Stellvorrichtung auf, die relativ spielfrei ausgeführt sein muss, um Hysteresen und unkontrollierte Schaufelbewegungen zu vermeiden. Insbesondere müssen hierbei hohe Temperaturdifferenzen, große Abmessungen und Wärmeausdehnungskoeffizienten von Werkstoffen bei der Konstruktion beachtet werden.Diaphragms of the type mentioned are known and are eg in large machines such as compressors or compressors and / or turbines to control the map and to reduce the starting power used. Usually, the nozzles are mounted in a flow channel of the compressor or compressor, so that the nozzles can also be referred to as Eintrittsleitapparate. To adjust the blades, the nozzles have an adjusting device or the adjusting device, which must be performed relatively free of play, in order to avoid hysteresis and uncontrolled blade movements. In particular, high temperature differences, large dimensions and coefficients of thermal expansion of materials in the design must be taken into account.

Bei einem Eintrittsleitapparat der maßgeblichen Größe ergeben sich aufgrund der hohen Temperaturdifferenzen (-105°C bis +300°C) äußerst große thermische Dehnungen, welche den Betrieb beeinträchtigen können. Diese Beeinträchtigung erfolgt insbesondere an bewegten Bauteilen des Eintrittsleitapparates. Im Einzelnen kann es zu unerwünschten Schwingungen und zu einem Klappern der bewegten Bauteile in Folge thermischer Differenzdehnungen kommen. Insbesondere die unerwünschten Schwingungen können die losen Bauteile beschädigen. Daneben ist es auch denkbar, dass Bauteile zumindest temporär ihre Beweglichkeit in Folge Klemmens einbüßen. Beim Anfahren der Maschine kann es daher vorkommen, dass der Eintrittsleitapparat klemmt und sich das Leitgitter nicht öffnen lässt.In the case of an inlet guide device of the relevant size, the high temperature differences (-105 ° C. to + 300 ° C.) result in extremely large thermal expansions, which can impair operation. This impairment occurs in particular on moving components of the inlet guide. Specifically, it may cause undesirable vibrations and rattling of the moving components due to differential thermal expansion. In particular, the unwanted vibrations can damage the loose components. In addition, it is also conceivable that components at least temporarily lose their mobility as a result of terminals. When starting the machine, it may therefore happen that the inlet guide jammed and the guide grid can not be opened.

Bekannt ist, dass ein Bewegungsspiel der zu bewegenden Bauteile hinreichend groß dimensioniert ist, so dass auf diese Weise ein Klemmen unbedingt verhindert wird. Mit zunehmender Baugröße führt diese Auslegungsphilosophie zu den inakzeptablen großen Spielen, welche Klappern, Schwingen, Betriebsstörungen und schließlich Beschädigung der beweglichen Bauteile zur Folge haben.It is known that a movement play of the components to be moved is dimensioned sufficiently large, so that in this way a clamping is necessarily prevented. As the size increases, this design philosophy results in unacceptably large games that result in rattling, vibration, malfunction and eventual damage to the moving components.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Leitapparat der eingangs genannten Art insbesondere für große Maschinen mit einfachen Mitteln dahin gehend zu verbessern, dass die Anfälligkeit für Schwingungen und Klappern reduziert wird, wobei gleichzeitig eine Beweglichkeit der zu bewegenden Bauteile sichergestellt sein soll.The invention has for its object to improve a diffuser of the type mentioned in particular for large machines with simple means to go that the Susceptibility to vibrations and rattling is reduced, at the same time a mobility of the components to be moved should be ensured.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine den Schaufeln gemeinsam zugeordnete Stellvorrichtung gelöst, die eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Gleitlagerung aufweist, wobei sich radial gegenüberliegende Gleitlagerflächen elastisch gegeneinander verspannt sind.According to the invention, the object is achieved by a control device associated with the blades, which has a circumferentially extending sliding bearing, wherein radially opposite sliding bearing surfaces are elastically braced against each other.

Der Eintrittsleitapparat ist im Wesentlichen ringförmig ausgebildet, wobei sich die Stellvorrichtung entlang einer Umfangsrichtung erstreckt.The Eintrittsleitapparat is substantially annular, wherein the adjusting device extends along a circumferential direction.

Vorteilhaft wird mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Stellvorrichtung einerseits eine bestimmte Lage der gemeinsamen Stellvorrichtung erreicht, ohne dass eine Neigung zu Klappern oder Schwingen auftritt. Andererseits wird eine zuverlässige Beweglichkeit ohne Klemmen erreicht. Problemlos folgt die die den starken thermischen Einflüssen ausgesetzte Gleitlagerung den äußeren Temperaturverläufen und stellt die Beweglichkeit sicher aufgrund der elastisch vorgespannten aber verschieblichen Gleitlagerflächen.Advantageously, by means of the inventive design of the adjusting device, on the one hand, a certain position of the common adjusting device is achieved without a tendency to rattling or swinging occurs. On the other hand, a reliable mobility without clamping is achieved. Easily follows the exposed to the strong thermal influences slide bearing the outer temperature gradients and ensures the mobility due to the elastically biased but sliding slide bearing surfaces.

Zur radialen Führung der Stellvorrichtung ist günstigerweise vorgesehen, dass die Stellvorrichtung im Querschnitt gesehen U-förmig mit einem Basissteg und zwei U-Schenkeln ausgeführt ist, wobei in dem Basissteg zumindest eine Ausnehmung eingebracht ist, in der zumindest ein Stellelement bzw. ein Führungselement aufgenommen ist. Die Stellvorrichtung ist bevorzugt zweiteilig aus einem im Querschnitt gesehen L-förmigen und einem I-förmigen Bauteil gebildet, die miteinander verbunden, bevorzugt verschraubt sind. Hierbei bildet vorzugsweise ein Quersteg des L-förmigen Bauteils den Basissteg, mit dem das I-förmige Bauteil verbindbar ist. Das I-förmige Bauteil und ein Längssteg des L-förmigen Bauteils bilden dabei die U-Schenkel. Das Führungselement bewirkt die radiale Führung der Stellvorrichtung und bildet eine der Gleitlagerflächen, wobei eine zweite Gleitlagerfläche radial gegenüberliegend angeordnet ist. Die Ausnehmung kann radial umlaufend in dem Basissteg eingebracht sein. Bevorzugt kann die Ausnehmung auch umfangsmäßig unterbrochen in dem Basissteg eingebracht sein, so dass eine Vielzahl von Führungselementen in der Vielzahl von Ausnehmungen angeordnet sind, worauf weiter unten näher eingegangen wird.For radial guidance of the adjusting device is advantageously provided that the adjusting device is seen in cross-section U-shaped with a base web and two U-legs, wherein in the base web at least one recess is introduced, in which at least one actuator or a guide element is added , The adjusting device is preferably formed in two parts from a cross-sectionally L-shaped and an I-shaped component, which are connected to each other, preferably screwed. In this case, a transverse web of the L-shaped component preferably forms the base web, with which the I-shaped component can be connected. The I-shaped component and a longitudinal web of the L-shaped component form the U-legs. The guide element causes the radial guidance of the adjusting device and forms one of Sliding bearing surfaces, wherein a second sliding bearing surface is arranged radially opposite. The recess may be introduced radially circumferentially in the base web. Preferably, the recess can also be introduced circumferentially interrupted in the base web, so that a plurality of guide elements are arranged in the plurality of recesses, which will be discussed in more detail below.

Um zu erreichen, dass die Stellvorrichtung thermisch unabhängig (Temperaturdifferenz, Wärmeausdehnungskoeffizient) geführt ist, ist zweckmäßigerweise vorgesehen, dass das Führungselement aus einem Kraftspeicher, also einem elastischen Element, einer Führungshülse und einem Gleitelement gebildet ist, wobei das Führungselement hinreichend nachgiebig mit dem Basissteg der Stellvorrichtung verbunden ist, was insbesondere mit dem Kraftspeicher bzw. mit dem elastischen Element erreicht wird. Vorteilhaft wird somit die Stellvorrichtung quasi thermisch zum Gehäuse entkoppelt, womit eine thermisch unabhängige Führung des Hebelmechanismus bzw. der gemeinsamen Stellvorrichtung gewährleistet ist. Die radiale Führung der Stellvorrichtung, welche auch als Stellring bezeichnet werden kann, erfolgt mit den Führungselementen bzw. dem jeweiligen Kraftspeicher, der jeweiligen Führungshülse und dem jeweiligen Gleitelement, womit die Stellvorrichtung in der Lage ist, extremen thermischen Einflüssen zu folgen, ohne die Funktionsweise des Eintrittsleitapparates bzw. Leitapparates zu beeinträchtigen.In order to achieve that the adjusting device is thermally independent (temperature difference, thermal expansion coefficient), it is expediently provided that the guide element is formed from a force accumulator, ie an elastic element, a guide sleeve and a sliding element, wherein the guide element sufficiently compliant with the base web of Adjusting device is connected, which is achieved in particular with the energy storage or with the elastic element. Advantageously, the actuator is thus quasi thermally decoupled to the housing, whereby a thermally independent guidance of the lever mechanism and the common actuating device is ensured. The radial guidance of the adjusting device, which can also be referred to as an adjusting ring, takes place with the guide elements or the respective force accumulator, the respective guide sleeve and the respective sliding element, with which the adjusting device is able to follow extreme thermal influences without the functioning of the Eintrittsleitapparates or diffuser to affect.

Die Führungshülse wird mittels des elastischen Elementes bzw. des Kraftspeichers in Umfangsrichtung, bevorzugt radial gegen eine Gegengleitfläche bzw. gegen die zweite Gleitlagerfläche gedrückt, so dass die sich radial gegenüber liegenden Gleitlagerflächen gebildet sind, welche mittels des Kraftspeichers gegeneinander verspannt sind.The guide sleeve is pressed by means of the elastic element or the energy accumulator in the circumferential direction, preferably radially against a counter sliding or against the second sliding bearing surface, so that the radially opposite sliding bearing surfaces are formed, which are braced against each other by means of the force accumulator.

Günstig im Sinne der Erfindung ist, wenn die Gleitlagerung mehrere in radialer Richtung normal zur Gleitfläche verschiebliche Gleitlagerflächen vorsieht, die mittels der elastischen Elemente bzw. der Kraftspeicher in Richtung der Verschieblichkeit gegen die zweite Gleitlagerfläche verspannt sind. Die elastischen Elemente bzw. Kraftspeicher können dabei bevorzugt als Tellerfedern ausgeführt sein.Favorable in the context of the invention is when the sliding bearing provides a plurality of sliding in the radial direction normal to the sliding surface sliding bearing surfaces, which by means of elastic elements or the energy storage are clamped in the direction of the mobility against the second sliding bearing surface. The elastic elements or energy storage can preferably be designed as disc springs.

Die Gleitelemente sind bevorzugt an einem zum Kraftspeicher gegenüberliegenden Kopfbereich der Führungshülse angeordnet. Zweckmäßig im Sinne der Erfindung ist, wenn die beweglichen Gleitlagerflächen bzw. die mittels des Kraftspeichers vorgespannte Führungshülse mit dem daran angeordneten Gleitelement einen besonders niedrigen Haftreibungskoeffizienten bzw. gute Gleiteigenschaften aufweisen, wobei die Gleitflächen beispielsweise teflonbeschichtet oder mit einem Kunststoff oder einer Bronze versehen sein können. Besonders zweckmäßig ist dabei eine Verwendung von Graphit oder Teflon als Gleitelement. Natürlich kann anstelle des der Führungshülse zugeordneten Gleitelementes die zweite Gleitlagerfläche entsprechend beschichtet bzw. ausgeführt sein. Möglich ist auch eine Verwendung von Gleitelementen und gleichzeitig eine Beschichtung der zweiten Gleitlagerfläche.The sliding elements are preferably arranged on a head region of the guide sleeve which is opposite the force accumulator. It is expedient for the purposes of the invention if the movable sliding bearing surfaces or the guide sleeve, which is prestressed by means of the force accumulator, have a particularly low coefficient of static friction or good sliding properties, wherein the sliding surfaces can be Teflon-coated or provided with a plastic or a bronze. Particularly useful is a use of graphite or Teflon as a sliding element. Of course, instead of the guide sleeve associated sliding element, the second sliding bearing surface can be coated or executed accordingly. It is also possible to use sliding elements and at the same time a coating of the second sliding bearing surface.

Zweckmäßiger Weise ist der Hebelmechanismus jeder Schaufel in einem gemeinsamen, separaten Gehäuse aufgenommen wobei der Hebelmechanismus der in dem Gehäuse radial umlaufenden Stellvorrichtung derart zugeordnet ist, dass zumindest eine der Schaufeln über einen Antrieb antreibbar ist und die anderen Schaufeln zwangsangetrieben sind.Appropriately, the lever mechanism of each blade is accommodated in a common, separate housing wherein the lever mechanism of the radially encircling in the housing adjusting device is assigned such that at least one of the blades is driven by a drive and the other blades are forcibly driven.

Damit wird vorteilhaft ein Hebelmechanismus, insbesondere für einen Eintrittsleitapparat, beispielsweise für Radialkompressoren, insbesondere für Turbokompressoren, als Modul in einem separaten Gehäuse angeordnet, so dass eine Kennfeldbeeinflussung bzw. Drosselung mittels der über die Stellvorrichtung einstellbaren Schaufeln erreichbar ist. Mittels des Hebelmechanismus, der zum einen einen Antriebsmechanismus und zum anderen einen Abtriebsmechanismus aufweist, ist es vorteilhaft möglich zumindest eine der Schaufeln mit einem Antrieb anzutreiben, wobei die anderen Schaufeln über den Abtriebsmechanismus, der mit der Stellvorrichtung und einem jeweiligen Schaufelschaft der zwangsangetriebenen Schaufeln verbunden ist zwangsläufig mit zu nehmen.Thus, a lever mechanism, in particular for a Eintrittsleitapparat, for example, for radial compressors, in particular for turbo compressors, arranged as a module in a separate housing, so that a Kennfeldbeeinflussung or throttling by means of the adjusting device adjustable blades can be achieved. By means of the lever mechanism, which on the one hand has a drive mechanism and on the other hand an output mechanism, it is advantageously possible at least one of To drive blades with a drive, wherein the other blades via the output mechanism, which is connected to the actuator and a respective blade shank of the positively driven blades inevitably take along.

Günstig im Sinne der Erfindung ist, wenn das Gehäuse zweiteilig ausgestaltet ist, wobei die beiden Gehäuseteile kraftformschlüssig miteinander verbunden sind, und wobei das Gehäuse in seinem Inneren eine Anlagefläche, also die zweite Gleitlagerfläche für die Stellvorrichtung bzw. für das Gleitelement bzw. für das Führungselement aufweist. Vorteilhafterweise kann somit eines der Gehäuseteile zunächst mit dem Gehäuse des Eintrittsleitapparates verbunden werden, um den Hebelmechanismus und die Stellvorrichtung zu installieren. Zum Schließen des Gehäuses wird das andere Gehäuseteil dann lediglich mit dem bereits mit dem Gehäuse des Leitapparates verbundenen Gehäuseteil verschraubt.Favorable in the context of the invention is when the housing is designed in two parts, wherein the two housing parts are frictionally connected with each other, and wherein the housing in its interior a contact surface, so the second sliding bearing surface for the adjusting device or for the sliding element or for the guide element having. Advantageously, therefore, one of the housing parts can first be connected to the housing of the inlet guide apparatus in order to install the lever mechanism and the adjusting device. To close the housing, the other housing part is then screwed only with the already connected to the housing of the diffuser housing part.

Zum Antreiben der angetriebenen Schaufel ist diese mit ihrem Schaufelschaft mit einem Antrieb verbunden. Zweckmäßig im Sinne der Erfindung ist daher vorgesehen, dass der Hebelmechanismus der angetriebenen Schaufel, also der Antriebsmechanismus, einen mit dem Antrieb verbundenen Antriebshebel aufweist, mit dem ein Übertragungshebel verbunden ist, wobei der Übertragungshebel mit einem Koppelhebel verbunden ist, der mit der Stellvorrichtung verbunden ist. Der Antriebshebel ist dabei mit seiner Mittellinie bevorzugt kongruent zur Mittellinie des Antriebs und der anzutreibenden Schaufel bzw. deren Schaufelschaft. Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass der Antriebshebel gleichzeitig als Antriebwelle ausgeführt ist. Möglich ist natürlich Antriebshebel und Antriebswelle als separate Bauteile auszuführen.To drive the driven blade, this is connected with its blade shank with a drive. It is therefore expedient for the purposes of the invention that the lever mechanism of the driven blade, ie the drive mechanism, has a drive lever connected to the drive, to which a transmission lever is connected, wherein the transmission lever is connected to a coupling lever, which is connected to the actuating device , The drive lever is preferably congruent with its center line to the center line of the drive and the blade to be driven or their blade shank. Preferably, it is provided that the drive lever is simultaneously designed as a drive shaft. It is of course possible to run drive lever and drive shaft as separate components.

Vorteilhafterweise ist nun vorgesehen, dass der Hebelmechanismus der zwangsangetriebenen Schaufeln, also der Abtriebsmechanismus, einen mit der Stellvorrichtung verbundenen Abtriebskoppelhebel aufweist, der mit einem Abtriebshebel verbunden ist, welcher anderseitig mit dem Schaufelschaft der zwangsangetriebenen Schaufel verbunden ist.Advantageously, it is now provided that the lever mechanism of the positively driven blades, ie the output mechanism, one with the adjusting device connected output coupling lever which is connected to a driven lever, which is connected on the other side with the blade shank of the positively driven blade.

Günstigerweise ist vorgesehen, dass die jeweils miteinander verbundenen Hebel drehbar miteinander verbunden sind und dass der Koppelhebel bzw. Abtriebskoppelhebel drehbar mit der Stellvorrichtung verbunden ist. Natürlich können die jeweiligen Drehflächen geeignete Gleitbeschichtungen oder Gleitelemente, beispielsweise Kunststoffbeschichtungen oder - einlagen aufweisen.Conveniently, it is provided that the respectively interconnected lever are rotatably connected to each other and that the coupling lever or output coupling lever is rotatably connected to the adjusting device. Of course, the respective rotating surfaces may have suitable sliding coatings or sliding elements, for example plastic coatings or liners.

Vorteilhafterweise wird damit ein Hebelmechanismus, also ein Antriebsmechanismus, zur Verfügung gestellt, bei dem der Antrieb über den Antriebshebel erfolgt, der in dem separaten Gehäuse radial und axial gelagert ist. Mittels der Übertragungshebel und dem Koppelhebel, welcher mit der Stellvorrichtung verbunden ist, wird so die Schaufel angetrieben, wobei die angetriebene Schaufel mit ihrem Schaufelschaft bevorzugt in dem Antriebshebel gelagert ist.Advantageously, a lever mechanism, that is to say a drive mechanism, is thus made available in which the drive takes place via the drive lever, which is mounted radially and axially in the separate housing. By means of the transmission lever and the coupling lever, which is connected to the adjusting device, so the blade is driven, wherein the driven blade is preferably mounted with its blade shank in the drive lever.

Der Abtrieb der zwangsangetriebenen Schaufeln erfolgt vorteilhafterweise über die Stellvorrichtung, die mittels der jeweiligen Abtriebskoppelhebel auf die jeweiligen Abtriebshebel wirkt, die andererseits mit dem in dem separaten Gehäuse radial und axial gelagerten zwangsangetriebenen Schaufeln, bzw. deren jeweiligen Schaufelschaft verbunden sind.The output of the positively driven blades is advantageously via the adjusting device, which acts by means of the respective output coupling lever on the respective output lever, on the other hand connected to the radially and axially mounted in the separate housing positively driven blades, or their respective blade shank.

Der Kraftfluss erfolgt dabei vorteilhaft senkrecht zu den jeweiligen Drehachsen des Hebelmechanismus, um Querkräfte bzw. Momente zu vermeiden.The power flow is advantageously carried out perpendicular to the respective axes of rotation of the lever mechanism to avoid lateral forces or moments.

Möglich ist, dass es aufgrund der wechselnden Anströmungen der Schaufeln zu Schwingungsanregungen kommen kann. Je nach Situation (gewisse Breite der Schaufeln, Montageerfordernisse) ist es daher erforderlich, ein strömungsführendes Element auf das zur antriebsseitigen Lagerung gegenüber liegende Ende der Schaufeln anzuordnen. Dieses strömungsführende Element dient beispielsweise zur Spaltreduzierung zwischen dem Schaufelende und dem Einlaufkanal. Auch hierbei müssen hohe Temperaturdifferenzen, große Abmessungen und Wärmeausdehnungskoeffizienten von Werkstoffen bei der Konstruktion beachtet werden.It is possible that it may come due to the alternating flow of the blades to vibration excitations. Depending on the situation (certain width of the blades, installation requirements) it is therefore necessary to flow-guiding element to be arranged on the drive-side storage opposite end of the blades. This flow-guiding element serves for example for gap reduction between the blade end and the inlet channel. Here, too, high temperature differences, large dimensions and thermal expansion coefficients of materials must be taken into account in the design.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe daher auch dadurch gelöst, dass das zum Antrieb gegenüber liegende Ende der Schaufeln, also der Leitschaufeln, jeweils einen Zapfen aufweist, der in einer Bohrung eines strömungsführenden Elementes gelagert ist, wobei zumindest ein Ringelement vorgesehen ist, das den Zapfen radial in der Bohrung verspannt. Das Ringelement kann auch als radiale Fixierkomponente bezeichnet werden.According to the invention, the object is therefore also achieved in that the drive opposite the end of the blades, ie the guide vanes, each having a pin which is mounted in a bore of a flow-guiding element, wherein at least one ring element is provided which radially in the pin the bore clamped. The ring element may also be referred to as a radial fixing component.

Zweckmäßiger Weise weist das Ringelement eine radiale Elastizität und zusätzlich gute Gleiteigenschaften auf, wobei bevorzugt Kunststoff verwendet werden kann und/oder Teflonoberflächen vorgesehen sind.Appropriately, the ring member has a radial elasticity and in addition good sliding properties, wherein preferably plastic can be used and / or Teflonoberflächen are provided.

Günstig im Sinne der Erfindung ist, wenn das Ringelement einen V-förmigen Querschnitt aufweist, so dass bevorzugt ein federndes Ringelement gebildet ist, wobei sich seine beiden V-Schenkel bei elastischer Verformung im Wesentlichen einander annähern oder voneinander entfernen.Favorable in the context of the invention is when the ring member has a V-shaped cross-section, so that preferably a resilient ring member is formed, with its two V-legs approach in elastic deformation substantially each other or remove each other.

Zweckmäßig im Sinne der Erfindung ist, wenn dem zur Antriebsseite gegenüberliegenden Ende der Schaufeln, also der Leitschaufeln, jeweils zumindest ein strömungsführendes Element zugeordnet ist, das jeweils über ein Zentrierelement mit den Schaufeln verbindbar ist.It is expedient for the purposes of the invention if the end of the blades, ie the guide vanes, which faces the drive side, is assigned in each case at least one flow-guiding element which can be connected to the blades via a centering element.

Das Zentrierelement bewirkt zum einen eine Zentrierung des strömungsführenden Elementes an jeder Schaufel in radialer Richtung, wobei dem Zentrierelement das Ringelement zugeordnet ist, und wobei das jeweilige Zentrierelement derart ausgeführt ist, dass dieses in der Lage ist, extremen thermischen Einflüssen zu folgen, ohne die Funktionsweise des Eintrittsleitapparates zu beeinträchtigen. Das Zentrierelement bewirkt zum anderen eine Positionierung bzw. Halten des strömungsführenden Elementes in axialer Richtung.The centering causes on the one hand a centering of the flow-guiding element on each blade in the radial direction, wherein the centering element is associated with the ring element, and wherein the respective centering element is designed such that it is capable of extreme to follow thermal influences, without affecting the operation of the inlet guide. The centering causes on the other hand a positioning or holding the flow-guiding element in the axial direction.

Vorteilhaft wird damit jeweils ein Zentrierelement mit einer Doppelfunktion zur Verfügung gestellt, welches in axialer und in radialer Richtung wirken kann, wobei insbesondere eine radiale Schwingungsdämpfung und eine thermische Entkopplung des strömungsführenden Elementes zum zugeordneten Schaufelende erreicht wird. Bevorzugter Weise weist das Zentrierelement daher radiale Fixierkomponenten bzw. das Ringelement und axiale Fixierkomponenten auf. Das Zentrierelement bzw. seine axialen und radialen Fixierkomponenten sind dabei vorzugsweise auf dem Zapfen angeordnet, der dem zum Antrieb gegenüber liegenden Ende der Schaufeln zugeordnet ist. Der Zapfen ist mit seiner Mittelinie dabei bevorzugt kongruent zur Mittellinie der Schaufeln.Advantageously, in each case a centering element with a double function is provided, which can act in the axial and in the radial direction, wherein in particular a radial vibration damping and a thermal decoupling of the flow-guiding element to the associated blade end is achieved. The centering element therefore preferably has radial fixing components or the ring element and axial fixing components. The centering element or its axial and radial fixing components are preferably arranged on the pin which is assigned to the opposite end of the blades to the drive. The pin is preferably congruent with its center line to the center line of the blades.

Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass das Zentrierelement schaufelseitig als axiale Fixierkomponente bevorzugt Federringe, beispielsweise eine Stahlscheibe aufweist, wobei dazu gegenüber liegend eine Anlaufscheibe angeordnet ist. Die Stahlscheibe und die Anlaufscheibe sind in Axialrichtung mittels eines zylinderförmigen Körpers bzw. eines Hülsenkörpers zueinander beabstandet. Mittels der axialen Fixierkomponenten bzw. der bevorzugten Federringe ist die Anordnung auch in der Lage Biegeschwingungen zu dämpfen.It is expediently provided that the centering element preferably has spring rings, for example a steel disk, as the axial fixing component on the blade side, a thrust washer being disposed opposite thereto. The steel disc and the thrust washer are spaced apart in the axial direction by means of a cylindrical body or a sleeve body. By means of the axial fixing components or the preferred spring washers, the arrangement is also capable of damping bending vibrations.

Die radiale Fixierkomponente bzw. das Ringelement ist zum einen zwischen einander zugeordneten Stirnseiten der Stahlscheibe und dem zylinderförmigen Körper und zum anderen zwischen einander zugeordneten Stirnseiten des zylinderförmigen Körpers und der Anlaufscheibe angeordnet. Wie bereits beschrieben, ist das Ringelement im Querschnitt gesehen bevorzugt V-förmig ausgeführt. In einer günstigen Ausgestaltung ist das Ringelement dabei mit seinem geschlossenen Kopfbereich jeweils in Richtung zum zylinderförmigen Körper und mit seinen zum Kopfbereich gegenüber liegenden freien Schenkelenden in Richtung zu der jeweils zugeordneten axialen Fixierkomponente orientiert, so dass quasi ein federndes Ringelement gebildet ist, dessen beiden Schenkel sich bei elastischer Verformung einander annähern oder voneinander entfernen.The radial fixing component or the ring element is arranged on the one hand between mutually associated end faces of the steel disc and the cylindrical body and on the other between mutually associated end faces of the cylindrical body and the thrust washer. As already described, the ring element is seen in cross-section preferably designed V-shaped. In a favorable embodiment, the ring element is doing with his closed head region in each case in the direction of the cylindrical body and oriented with its head region opposite free leg ends in the direction of the respectively associated axial fixing, so that quasi a resilient ring member is formed, the two legs approach each other in elastic deformation or remove each other.

Zweckmäßig ist vorgesehen, dass das strömungsführende Element die Bohrung aufweist, die von ihrem Innendurchmesser etwas größer als der Außendurchmesser des Zapfens ist. Jeweils endseitig weist das strömungsführende Element im Bereich der Durchgangsbohrung eine stufenförmige Ausgestaltung auf, welche an die Ausgestaltung bzw. Dimension der axialen Fixierkomponenten bzw. der Stahlscheibe und der Anlaufscheibe angepasst ist.Appropriately, it is provided that the flow-guiding element has the bore which is slightly larger than the outer diameter of the pin of its inner diameter. Each end, the flow-guiding element in the region of the through hole has a stepped configuration, which is adapted to the configuration or dimension of the axial fixing components and the steel disc and the thrust washer.

Zweckmäßig ist, wenn lediglich ein einziges strömungsführendes Element eingesetzt wird, welches bevorzugt als Ringplatte ausgeführt ist und eine mit der Schaufelanzahl übereinstimmende Anzahl an Bohrungen zur Lagerung des jeweiligen Zapfens aufweist. Möglich ist natürlich auch, dass eine Vielzahl an strömungsführenden Elementen eingesetzt wird.It is expedient if only a single flow-guiding element is used, which is preferably designed as a ring plate and having a number of holes corresponding to the number of blades for supporting the respective pin. Of course, it is also possible that a large number of flow-conducting elements is used.

Insgesamt wird damit eine thermisch unabhängige, radiale und axiale Zentrierung eines strömungsführenden Elementes mit schwingungsdämpfenden Eigenschaften zur Verfügung gestellt.Overall, a thermally independent, radial and axial centering of a flow-guiding element with vibration damping properties is thus provided.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen und der folgenden Figurenbeschreibung offenbart. Es zeigen:

Fig. 1
einen Teilquerschnitt durch einen Eintrittsleitapparat,
Fig. 2
eine Vergrößerung aus Figur 1 zur Darstellung der Stellvorrichtung mit darin angeordneter Entkoppelungselemente,
Fig. 3
einen Teilquerschnitt aus einem Leitapparat durch ein der Antriebsseite gegenüber liegendes Schaufelende mit zugeordnetem strömungsführenden Element, und
Fig. 4
eine radiale Fixierkomponente aus Figur 3 als Einzelheit im Querschnitt.
Further advantageous embodiments are disclosed in the subclaims and the following description of the figures. Show it:
Fig. 1
a partial cross section through an inlet guide,
Fig. 2
1 is a magnification view of the adjusting device with decoupling elements arranged therein;
Fig. 3
a partial cross-section of a nozzle by a drive side opposite blade end with associated flow-leading element, and
Fig. 4
a radial fixing of Figure 3 as a detail in cross section.

In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, so dass diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.In the different figures, the same parts are always provided with the same reference numerals, so that these are usually described only once.

Figur 1 zeigt einen Teilquerschnitt durch einen Leitapparat 1 mit verstellbaren Schaufeln 2 bzw. 3. Die Schaufeln 2 bzw. 3 sind antriebsseitig gelagert. Die Schaufel 2 ist angetrieben, wobei die Schaufel 3 zwangsangetrieben ist, was in Figur 1 so dargestellt ist, dass das Bezugszeichen 3 in Klammern gesetzt ist.1 shows a partial cross section through a distributor 1 with adjustable blades 2 and 3, respectively. The blades 2 and 3 are mounted on the drive side. The blade 2 is driven with the blade 3 forcibly driven, as shown in FIG. 1 so that the reference numeral 3 is put in parentheses.

Die Schaufeln 2 bzw. 3 weisen antriebsseitig jeweils einen Schaufelschaft 4 bzw. 6 auf, wobei das Bezugszeichen 6 in Figur 1 wiederum in Klammern gesetzt ist, um darzustellen, dass dieses jeweils den zwangsangetriebenen Schaufeln 3 zugeordnet ist.The blades 2 and 3 have on the drive side in each case a blade shank 4 or 6, wherein the reference numeral 6 in Figure 1 is again set in parentheses to illustrate that this is assigned to each of the positively driven blades 3.

Jede Schaufel 2 bzw. 3 weist einen Hebelmechanismus 7 auf, der mit einer Stellvorrichtung 8 verbunden ist. Die Schaufeln 2 bzw. 3 weisen ein zur antriebsseitigen Lagerung, also zum Schaufelschaft 4 bzw. 6 gegenüber liegendes Ende 9 auf (Figur 3) .Each blade 2 or 3 has a lever mechanism 7, which is connected to an adjusting device 8. The blades 2 and 3 respectively have an end 9 which lies opposite the drive-side mounting, that is to say the blade shank 4 or 6 (FIG. 3).

Der Hebelmechanismus 7 jeder Schaufel 2 bzw. 3 ist in einem gemeinsamen, separaten Gehäuse 11 aufgenommen, wobei dem Hebelmechanismus 7 die in dem Gehäuse 11 angeordnete, radial umlaufende Stellvorrichtung 8 derart zugeordnet ist, dass zumindest die angetriebene Schaufel 2 über einen Antrieb 12 antreibbar ist und die anderen Schaufeln 3 zwangsangetrieben sind, so dass eine den Schaufeln 2,3 gemeinsam zugeordnete Stellvorrichtung 8 auf die Schaufeln 2,3 bzw. auf die Leitschaufeln einwirkt.The lever mechanism 7 of each blade 2 and 3 is accommodated in a common, separate housing 11, wherein the lever mechanism 7 arranged in the housing 11, radially Circumferential adjusting device 8 is assigned such that at least the driven blade 2 is driven by a drive 12 and the other blades 3 are forcibly driven, so that the blades 2.3 commonly associated adjusting device 8 on the blades 2.3 and on the vanes acts.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine relativ große Maschine, bevorzugt ein Radialkompressor bzw. Turbokompressor mit achtzehn Schaufeln dargestellt, wobei lediglich eine der Schaufeln 2 angetrieben ist, wobei die anderen siebzehn Schaufeln 3 zwangsangetrieben sind. Im Folgenden wird daher beispielhaft der Mechanismus der angetriebenen Schaufel 2 und einer der zwangsangetriebenen Schaufeln 3 beschrieben.In the illustrated embodiment, a relatively large engine, preferably a radial compressor with eighteen blades is shown, with only one of the blades 2 driven, with the other seventeen blades 3 forcibly driven. In the following, therefore, the mechanism of the driven blade 2 and one of the positively driven blades 3 will be described by way of example.

Das Gehäuse 11 ist zweiteilig ausgestaltet, wobei die beiden Gehäuseteile 13, 14 kraftformschlüssig miteinander verbunden, bevorzugt miteinander verschraubt sind. Die Gehäuseteile 13,14 sind bevorzugt jeweils einteilig ausgeführt. Das Gehäuse 11 weist in seinem Inneren eine radial umlaufende Anlagefläche 16 für die Stellvorrichtung 8 auf.The housing 11 is designed in two parts, wherein the two housing parts 13, 14 positively frictionally connected to each other, preferably are screwed together. The housing parts 13, 14 are preferably made in one piece. The housing 11 has in its interior a radially circumferential contact surface 16 for the adjusting device 8.

Zur Montage des Hebelmechanismus 7 wird nun zunächst das eine Gehäuseteil 13 mit dem zugeordneten Gehäuseteil eines beispielhaft dargestellten Kompressors verbunden, bevorzugt verschraubt, um nach der Montage des Hebelmechanismus 7 und der Stellvorrichtung 8 in das zweite Gehäuseteil 14 das Gehäuseteil 13 zu verschließen, so dass das Gehäuse 11 mit dem darin angeordneten Hebelmechanismus 7 gebildet ist. Zum Verschließen der beiden Gehäuseteile 13,14 ist lediglich eine Schraubverbindung erforderlich.To mount the lever mechanism 7, a housing part 13 is first connected to the associated housing part of a compressor exemplified, preferably screwed to close the housing part 13 after mounting the lever mechanism 7 and the adjusting device 8 in the second housing part 14, so that Housing 11 is formed with the lever mechanism 7 arranged therein. To close the two housing parts 13,14 only one screw is required.

Der Hebelmechanismus 7 weist einen Antriebsmechanismus und einen Abtriebsmechanismus aufThe lever mechanism 7 has a drive mechanism and an output mechanism

Der Hebelmechanismus 7 der angetriebenen Schaufel 2, also der Antriebsmechanismus, weist einen mit dem Antrieb 12 verbundenen Antriebshebel 17 auf, mit dem ein Übertragungshebel 18 verbunden ist, der mit einem Koppelhebel 19 verbunden ist. Der Koppelhebel 19 ist mit der Stellvorrichtung 8 verbunden. Der Antriebshebel 17 stellt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel gleichzeitig eine Antriebswelle dar. Natürlich können Antriebshebel 17 und Antriebwelle auch als separate Bauteile ausgeführt sein.The lever mechanism 7 of the driven blade 2, that is to say the drive mechanism, has one with the drive 12 connected to drive lever 17, with which a transmission lever 18 is connected, which is connected to a coupling lever 19. The coupling lever 19 is connected to the adjusting device 8. The drive lever 17 is in the illustrated embodiment at the same time a drive shaft. Of course, drive lever 17 and drive shaft can also be designed as separate components.

Wie der Figur 1 zu entnehmen ist, ist der Antriebshebel 17 mit seiner Mittellinie X kongruent zur Mittellinie des Schaufelschaftes 4 und auch kongruent zur Mittellinie einer Lagerung 21 bzw. eines Lagerdeckels des Antriebshebels 17 bzw. der Antriebswelle.As can be seen from FIG. 1, the drive lever 17 with its center line X is congruent with the center line of the blade shank 4 and also congruent with the center line of a bearing 21 or a bearing cover of the drive lever 17 or the drive shaft.

Der Hebelmechanismus 7 der zwangsangetriebenen Schaufel 3, also der Abtriebsmechanismus, weist in gleicher Art einen Abtriebskoppelhebel 20 auf, der mit einem Abtriebshebel 22 verbunden ist. Der Abtriebshebel 22 ist nun mit dem Schaufelschaft 6 der zwangsangetriebenen Schaufel 3 verbunden. Zur einfacheren Darstellung sind die Komponenten des Abtriebsmechanismus mit ihren Bezugszeichen wiederum in Klammern gesetzt.The lever mechanism 7 of the forcibly driven blade 3, that is to say the output mechanism, likewise has an output coupling lever 20, which is connected to an output lever 22. The output lever 22 is now connected to the blade shank 6 of the forcibly driven blade 3. For ease of illustration, the components of the output mechanism with their reference numerals are again in parentheses.

Die Querkräfte in dem Antriebshebel 17 werden in der Lagerung 21 bzw. dem Lagerdeckel aufgenommen. Der Übertragungshebel 18 weist an seinem antriebshebelseitigen Ende ein Aufsteckauge auf und ist so fest bzw. starr, also nicht drehbar, mit dem Antriebshebel 17 verbunden. Zur Verbindung des Übertragungshebels 18 mit dem Koppelhebel 19 bzw. Abtriebskoppelhebel 20 und dem Abtriebshebel 22 weisen diese Hebel an den jeweils zugeordneten Enden ebenfalls Augen auf, in denen ein Drehbolzen eingreifen kann. Somit ist der Übertragungshebel 18 über den Koppelhebel 19 bzw. Abtriebskoppelhebel 20 auch mit dem Abtriebshebel 22 verbunden. Der Koppelhebel 19 bzw. Abtriebskoppelhebel 20 greift einseitig mit seinem Auge in die Stellvorrichtung 8 ein und ist auch hier drehbar mit der Stellvorrichtung 8 verbunden.The lateral forces in the drive lever 17 are received in the bearing 21 and the bearing cap. The transmission lever 18 has at its drive lever-side end Aufsteckauge and is so firm or rigid, so not rotatable, connected to the drive lever 17. To connect the transmission lever 18 with the coupling lever 19 and the output coupling lever 20 and the output lever 22, these levers at the respectively associated ends also have eyes in which a pintle can engage. Thus, the transmission lever 18 via the coupling lever 19 and output coupling lever 20 is also connected to the output lever 22. The coupling lever 19 or output coupling lever 20 engages on one side with his eye in the adjusting device 8 and is also rotatably connected to the adjusting device 8.

Die Stellvorrichtung 8 ist im Querschnitt gesehen U-förmig mit einem Basissteg 23 und zwei U-Schenkeln 24 ausgeführt. Die U-Schenkel 24 sind jeweils mit ihrem freien Ende zum Schaufelschaft 4 bzw. 6 orientiert und weisen einen Zwischenraum auf, der in etwa an die Abmessungen des Koppelhebels 19 bzw. Abtriebskoppelhebel 20 angepasst ist. Die Stellvorrichtung 8 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel zweiteilig aus einer im Querschnitt gesehen L-förmigen Komponente und einer im Querschnitt gesehen I-Förmigen Komponente gebildet. Ein Quersteg der L-Förmigen Komponente bildet den Basissteg 23, mit dem die I-Förmige Komponente verbunden, bevorzugt verschraubt ist. Ein Längssteg der L-Förmigen Komponente und die I-Förmige Komponente bilden somit die U-Schenkel 24.The adjusting device 8 is seen in cross-section U-shaped with a base web 23 and two U-legs 24 executed. The U-legs 24 are each oriented with their free end to the blade shank 4 or 6 and have a gap which is adapted approximately to the dimensions of the coupling lever 19 and the output coupling lever 20. The adjusting device 8 is formed in the illustrated embodiment in two parts of a seen in cross-section L-shaped component and an I-shaped component in cross-section. A transverse web of the L-shaped component forms the base web 23, to which the I-shaped component is connected, preferably screwed. A longitudinal web of the L-shaped component and the I-shaped component thus form the U-legs 24.

Wie der Figur 2 zu entnehmen ist, ist in dem Basissteg 23 eine Ausnehmung eingebracht, in der ein Führungselement 26 aufgenommen ist. Das Führungselement 26 weist einen Kraftspeicher 27 bzw. ein elastisches Element, bevorzugt ein Tellerfederpaket und eine Führungshülse 28 auf, dem endseitig bzw. an seinem Kopfbereich ein Gleitelement 29 zugeordnet ist. Das Führungselement 26 ist innenseitig hinreichend mit dem Basissteg 23 verbunden. In Figur 2 ist beispielhaft ein einziges Führungselement 26 dargestellt, wobei eine Vielzahl von Führungselementen umfangsmäßig verteilt an der Stellvorrichtung 8 angeordnet sind. In dem dargestellten beispielhaften Eintrittsleitapparat für einen Turbokompressor sind sieben Führungselemente 26 vorgesehen. Dadurch, dass nicht ein einziges radial umlaufendes Führungselement 26 eingesetzt wird, werden die Kosten zur Herstellung des Leitapparates weiter gesenkt, da nicht die gesamte radiale Innenfläche, insbesondere mit dem sehr kostenintensiven Gleitelement, versehen ist.As can be seen from FIG. 2, a recess is made in the base web 23 in which a guide element 26 is received. The guide element 26 has a force accumulator 27 or an elastic element, preferably a cup spring package and a guide sleeve 28, to which a sliding element 29 is associated at the end or at its head region. The guide element 26 is sufficiently connected to the base web 23 on the inside. In FIG. 2, by way of example, a single guide element 26 is shown, wherein a multiplicity of guide elements are arranged circumferentially distributed on the adjusting device 8. In the illustrated exemplary inlet guide apparatus for a turbo-compressor, seven guide elements 26 are provided. The fact that not a single radially encircling guide element 26 is used, the costs for the production of the diffuser are further reduced because not the entire inner radial surface, in particular with the very expensive sliding element is provided.

Das Kraftspeicherelement 27 bewirkt eine spielfreie Führung der Stellvorrichtung 8 und gleicht Unterschiede bezüglich Temperaturdifferenzen und Wärmeausdehnungskoeffizienten aus.The force storage element 27 causes a play-free guidance of the adjusting device 8 and compensates for differences in temperature differences and thermal expansion coefficients.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Kraftspeicher 27 als Tellerfederpaket ausgeführt kann aber auch als Schraubenfeder oder dergleichen ausgeführt sein.In the illustrated embodiment, the energy storage 27 is designed as a plate spring package but can also be designed as a helical spring or the like.

Die Führungshülse 28 ist im Querschnitt gesehen als zylindrischer Körper ausgeführt, der in seinem Inneren eine Durchgangsbohrung zur Aufnahme eines Verbindungselementes aufweist. Das Gleitelement 29 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Stopfen, bevorzugt als runder Stopfen, ausgeführt, wobei der Ausgestaltung des Gleitelementes 29 die Erkenntnis zugrunde liegt, dass dieses aus Kostengründen möglichst klein sein muss, wobei noch eine hinreichend hohe Flächenpressung erzielt werden soll. Das Gleitelement 29 weist einen besonders niedrigen Haftreibungskoeffizienten bzw. gute Gleiteigenschaften auf, wobei bevorzugt Teflon oder Graphit Verwendung finden kann.The guide sleeve 28 is seen in cross section designed as a cylindrical body having in its interior a through hole for receiving a connecting element. The sliding member 29 is executed in the illustrated embodiment as a plug, preferably as a round plug, wherein the design of the sliding element 29 is based on the finding that this must be as small as possible for cost reasons, while still a sufficiently high surface pressure to be achieved. The sliding member 29 has a particularly low coefficient of static friction or good sliding properties, with preference Teflon or graphite can be used.

Mittels des Führungselementes 26, das mit seinem Gleitelement 29 federkraftbedingt (Kraftspeicher 27 bzw. elastisches Element) an der Anlagefläche 16 des Gehäuses 11 anliegt, wird die Stellvorrichtung 8 radial geführt, wobei eine thermische Entkopplung der Stellvorrichtung 8, die auch als Stellring bezeichnet werden kann, erreicht wird.By means of the guide member 26, which is spring-loaded with its sliding member 29 (power storage 27 and elastic element) on the contact surface 16 of the housing 11, the adjusting device 8 is guided radially, wherein a thermal decoupling of the adjusting device 8, which can also be referred to as a collar , is achieved.

Vorteilhaft wird damit eine den Schaufeln 2,3 gemeinsam zugeordnete Stellvorrichtung 8 gebildet, die eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Gleitlagerung aufweist, bei welcher sich radial gegenüber liegende Gleitlagerflächen (Gleitelement 29, Anlagefläche 16) mittels des Kraftspeichers 27 (elastisches Element) elastisch gegeneinander verspannt sind.Advantageously, a control device 8 associated with the blades 2, 3 is accordingly formed, which has a sliding bearing extending in the circumferential direction, in which radially opposite sliding bearing surfaces (sliding element 29, contact surface 16) are elastically braced against each other by means of the force accumulator 27 (elastic element) ,

Der Eintrittsleitapparat 1 ist im Wesentlichen ringförmig ausgebildet, wobei sich die Stellvorrichtung 8 entlang einer Umfangsrichtung erstreckt.The Eintrittsleitapparat 1 is formed substantially annular, wherein the adjusting device 8 extends along a circumferential direction.

Vorteilhaft wird mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Stellvorrichtung 8 einerseits eine bestimmte Lage der gemeinsamen Stellvorrichtung 8 erreicht, ohne dass eine Neigung zu Klappern oder Schwingen beobachtet wird. Andererseits wird eine zuverlässige Beweglichkeit ohne Klemmen erreicht. Problemlos folgt die den starken thermischen Einflüssen ausgesetzte Gleitlagerung den äußeren Temperaturverläufen und stellt die Beweglichkeit sicher aufgrund der elastisch vorgespannten aber verschieblichen Gleitlagerflächen(Gleitelement 29, Anlagefläche 16).Advantageously, by means of the inventive design of the adjusting device 8 on the one hand, a certain position of the common actuator 8 achieved without a tendency to rattling or swinging is observed. On the other hand, a reliable mobility without clamping is achieved. The sliding bearing, which is exposed to strong thermal influences, easily follows the outer temperature curves and ensures mobility owing to the elastically prestressed but displaceable sliding bearing surfaces (sliding element 29, contact surface 16).

Somit erfolgt die radiale Führung der Stellvorrichtung 8 mit dem Führungselement 26, welches bevorzugt aus den Komponenten Kraftspeicher 27, Führungshülse 28 und Gleitelement 29 besteht, so dass die Stellvorrichtung 8 in der Lage ist, extremen thermischen Einflüssen zu folgen, ohne die Funktionsweise des Eintrittleitapparates 1 zu beeinträchtigen.Thus, the radial guidance of the adjusting device 8 with the guide element 26, which preferably consists of the components of energy storage 27, guide sleeve 28 and sliding member 29, so that the adjusting device 8 is able to follow extreme thermal influences, without the operation of the Eingangsleitapparates. 1 to impair.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und 2 ist ein Hebelmechanismus 7 beispielsweise für Radialkompressoren als Modul in dem separaten Gehäuse 11 angeordnet, um beispielsweise Kennfeldbeeinflussungen bzw. Drosselungen mittels der über die Stellvorrichtung 8 einstellbaren Schaufeln 2 bzw. 3 zu erreichen. Der Antrieb erfolgt dabei über den Antriebshebel 17, der in dem Gehäuse des Leitapparates und dem Gehäuse 11 radial und axial gelagert ist, wobei die im Querschnitt gesehen U-förmige Stellvorrichtung 8, der Übertragungshebel 18 und der Koppelhebel 19 inklusive der Schaufel 2 angetrieben wird (Antriebsmechanismus).In the illustrated embodiment of Figures 1 and 2, a lever mechanism 7, for example, for radial compressors as a module in the separate housing 11 is arranged to achieve, for example, Kennfeldbeeinflussungen or throttling by means of the adjusting device 8 adjustable blades 2 and 3 respectively. The drive takes place via the drive lever 17 which is mounted radially and axially in the housing of the distributor and the housing 11, wherein the seen in cross-section U-shaped adjusting device 8, the transmission lever 18 and the coupling lever 19 including the blade 2 is driven ( drive mechanism).

Der Abtrieb erfolgt über die Stellvorrichtung 8, die mittels des Abtriebskoppelhebels 20 auf den Abtriebshebel 22 wirkt, die mit den in dem Gehäuse 11 radial und axial gelagerten, zwangsangetriebenen Schaufeln 3 verbunden sind (Abtriebsmechanismus).The output is via the adjusting device 8, which acts by means of the output coupling lever 20 on the output lever 22, which are connected to the radially and axially mounted in the housing 11, forcibly driven blades 3 (output mechanism).

Der Kraftfluss erfolgt dabei senkrecht zu den Drehachsen bzw.The power flow takes place perpendicular to the axes of rotation or

Mittellinien des Hebelmechanismus 7, um Querkräfte bzw. Momente zu vermeiden.Center lines of the lever mechanism 7, to avoid lateral forces or moments.

Insgesamt wird somit eine thermisch unabhängige Führung der Stellvorrichtung 8 zur Verfügung gestellt.Overall, therefore, a thermally independent guidance of the adjusting device 8 is provided.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Denkbar ist beispielsweise eine Anordnung, bei der ein herkömmliches Zahnradgetriebe mit einem innenverzahnten Sonnenrad und verschiedene Planetenräder vorgesehen ist, wobei das Sonnenrad mit erfindungsgemäßen, elastisch vorgespannten und sich in Umfangsrichtung erstreckenden radialen Gleitflächen versehen ist.Of course, the invention is not limited to the embodiment described. It is conceivable, for example, an arrangement in which a conventional gear transmission is provided with an internally toothed sun gear and various planetary gears, wherein the sun gear is provided with, according to the invention, elastically biased and extending in the circumferential direction radial sliding surfaces.

In der Figur 3 ist ein Teilquerschnitt durch den Leitapparat 1 dargestellt, wobei hier insbesondere das zur antriebsseitigen Schaufelseite gegenüber liegende Ende 9 der Schaufeln 2 bzw. 3 dargestellt ist.FIG. 3 shows a partial cross section through the distributor 1, the end 9 of the blades 2 or 3 opposite the drive side blade side in particular being illustrated here.

Dem zum Antrieb 12 gegenüber liegenden Ende 9 der Schaufeln 2 bzw. 3 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein einziges strömungsführendes Element 31 zugeordnet, das über jeweils ein Zentrierelement 32 mit den Schaufeln 2 bzw. 3 verbindbar ist. Das strömungsführende Element 31, welches auch als strömungsführende Platte bzw. Ringplatte bezeichnet werden kann, ist notwendig, um nach der Montage des Eintrittsleitapparates den Abstand zum Strömungskanal zu gewährleisten, wobei das strömungsführende Element 31 auf den Schaufeln 2 bzw. 3 zentriert wird.The drive 12 opposite end 9 of the blades 2 and 3, a single flow-guiding element 31 is assigned in the illustrated embodiment, which is connected via a respective centering element 32 with the blades 2 and 3 respectively. The flow-guiding element 31, which can also be referred to as a flow-guiding plate or ring plate, is necessary in order to ensure the distance to the flow channel after the installation of the inlet guide apparatus, wherein the flow-guiding element 31 is centered on the blades 2 and 3 respectively.

Das Ende 9 der Schaufeln 2 bzw. 3 weist einen Zapfen 33 auf, wobei das strömungsführende Element 31 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel achtzehn Durchgangsbohrungen aufweist, die von ihrem Innendurchmesser etwas größer ausgestaltet sind als der Außendurchmesser des jeweiligen Zapfens 33. Das Zentrierelement 32 dient zur radialen Zentrierung und zur axialen Positionierung bzw. zum axialen Halten des strömungsführenden Elementes 31, wobei das Zentrierelement axiale Fixierkomponenten 34,36 und 37 und radiale Fixierkomponenten 38 aufweist.The end 9 of the blades 2 and 3 has a pin 33, wherein the flow-guiding element 31 has eighteen through-holes in the illustrated embodiment, which are designed by its inner diameter slightly larger than the outer diameter of the respective pin 33. The centering element 32 is used for radial Centering and axial positioning or axial holding the flow guiding element 31, wherein the centering axial fixing components 34,36 and 37 and radial fixing components 38 has.

Zur axialen Fixierung sind die axialen Fixierkomponenten 34,36 und 37 vorgesehen. Die Fixierkomponente 34 ist als Federring bzw. als Stahlscheibe ausgeführt und der schaufelseitigen Fläche des strömungsführenden Elementes 31 zugeordnet. Die Fixierkomponente 36 ist ebenfalls als Federring bzw. als Anlaufscheibe ausgeführt und auf einer der zur schaufelseitigen Fläche gegenüber liegenden Seite des strömungsführenden Elementes 31 angeordnet. Die Fixierkomponente 37 ist als hohlzylindrischer Körper ausgeführt, der mit seinem Innendurchmesser in etwa an den Außendurchmesser des Zapfens 33 angepasst ist. Die axiale Fixierkomponente 37 dient quasi als Abstandselement für die beiden axialen Fixierkomponenten 34 bzw. 36. Die jeweiligen Fixierkomponenten 34,36, und 37 sind innerhalb der Bohrung des strömungsführenden Elementes 31 angeordnet und weisen jeweils ein radiales Spiel zu diesem auf.For axial fixation, the axial fixing components 34, 36 and 37 are provided. The fixing component 34 is designed as a spring ring or as a steel disc and associated with the blade-side surface of the flow-guiding element 31. The fixing component 36 is also designed as a spring ring or as a thrust washer and arranged on one of the side facing the blade-side surface of the flow-guiding element 31. The fixing component 37 is designed as a hollow cylindrical body, which is adapted with its inner diameter approximately to the outer diameter of the pin 33. The axial fixing component 37 serves as a kind of spacer element for the two axial fixing components 34 and 36, respectively. The respective fixing components 34, 36, and 37 are arranged within the bore of the flow-guiding element 31 and each have a radial play for the latter.

Zwischen den jeweiligen Stirnseiten der Fixierkomponente 37 und der Fixierkomponente 34 einerseits und der Fixierkomponente 36 andererseits ist jeweils die radiale Fixierkomponente 38 angeordnet, die auch als Ringelement bezeichnet werden kann.Between the respective end faces of the fixing component 37 and the fixing component 34 on the one hand and the fixing component 36 on the other hand, in each case the radial fixing component 38 is arranged, which can also be referred to as a ring element.

Mittels der radialen Fixierkomponente 38 wird der Zapfen 33 radial in der Bohrung verspannt. Die radiale Fixierkomponente 38 ist in Figur 4 als Einzelheit vergrößert dargestellt. Wie der Figur 4 zu entnehmen ist, ist die radiale Fixierkomponente 38 im Querschnitt gesehen V-förmig mit einem geschlossenen Kopfbereich 39 jeweils in Richtung zum hohlzylinderförmigen Körper 37 orientiert. Mit seinen zum Kopfbereich gegenüberliegenden freien Schenkelenden 41 ist das Ringelement jeweils in Richtung zu den axialen Fixierkomponenten 34 bzw. 36 orientiert. Deutlich entnehmbar ist der Figur 4 eine elastische Beweglichkeit der beiden V-Schenkelenden 41 bei elastischer Verformung, so dass sich beide V-Schenkel einander annähern oder voneinander entfernen können. Diese Beweglichkeit ist mittels des Doppelpfeils 42 dargestellt. Vorteilhaft übernimmt die radiale Fixierkomponente 38 bzw. das federnde Ringelement eine Dämpfungsfunktion in radialer Richtung und kann auch als Dämpfelement bezeichnet werden.By means of the radial fixing component 38, the pin 33 is braced radially in the bore. The radial fixing component 38 is shown enlarged in detail in FIG. As can be seen from FIG. 4, the radial fixing component 38, viewed in cross-section, is oriented in a V-shaped manner with a closed head region 39 in each case in the direction of the hollow cylindrical body 37. With its free leg ends 41 opposite the head region, the ring element is oriented in the direction of the axial fixing components 34 and 36, respectively. Clearly removed from Figure 4 is an elastic mobility of the two V-leg ends 41 with elastic deformation, so that both V-legs can approach or remove each other. This mobility is shown by means of the double arrow 42. Advantageously, the radial fixing component 38 or the resilient ring element assumes a damping function in the radial direction and can also be referred to as a damping element.

Zur Lagerung der Fixierkomponenten 34 bzw. 36 weisen die jeweils zugeordneten Seiten des strömungsführenden Elementes 31 stufenförmige Ausgestaltungen auf, welche an die Abmessungen der jeweiligen Fixierkomponente 34 bzw. 36 angepasst sind.For storage of the fixing components 34 and 36, the respective associated sides of the flow-guiding element 31 have step-shaped configurations which are adapted to the dimensions of the respective fixing components 34 and 36, respectively.

Mittels des in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiels und der in Figur 4 als Einzelheit dargestellten radialen Fixierkomponente 38 wird eine thermisch unabhängige, radiale Zentrierung des strömungsführenden Elementes 31 mit schwingungsdämpfenden Eigenschaften zur Verfügung gestellt, wobei insbesondere Eigenfrequenzen erheblich reduziert werden.By means of the embodiment illustrated in FIG. 3 and the radial fixing component 38 shown in detail in FIG. 4, a thermally independent, radial centering of the flow-guiding element 31 with vibration-damping properties is made available, in particular natural frequencies being considerably reduced.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1.1.
Leitapparatdiffuser
2.Second
angetriebene Schaufeldriven shovel
3.Third
zwangsangetriebene Schaufelpositively driven shovel
4.4th
Schaufelschaft v. 2Shovel shank v. 2
5.5th
6.6th
Schaufelschaft v. 3Shovel shank v. 3
7.7th
Hebelmechanismuslever mechanism
8.8th.
Stellvorrichtunglocking device
9.9th
Ende von 2 bzw. 3End of 2 or 3
10.10th
11.11th
Gehäusecasing
12.12th
Antriebdrive
13.13th
Gehäuseteil v. 11Housing part v. 11
14.14th
Gehäuseteile v. 11Housing parts v. 11
15.15th
16.16th
Anlageflächecontact surface
17.17th
Antriebshebeldrive lever
18.18th
Übertragungshebeltransmission lever
19.19th
Koppelhebelcoupling lever
20.20th
AbtriebskoppelhebelOutput coupling lever
21.21st
Lagerungstorage
22.22nd
Abtriebshebeloutput lever
23.23rd
Basissteg v. 8Base bridge v. 8th
24.24th
U-Schenkel v. 8U-thighs v. 8th
25.25th
26.26th
Führungselementguide element
27.27th
Kraftspeicherpower storage
28.28th
Führungshülseguide sleeve
29.29th
GleitelementSlide
30.30th
31.31st
strömungsführende Elementefluid guiding elements
32.32nd
Zentrierelementcentering
33.33rd
Zapfenspigot
34.34th
axiale Fixierkomponenten v. 32 (Stahlscheibe)axial fixing components v. 32 (steel disc)
35.35th
36.36th
axiale Fixierkomponenten v. 32 (Anlaufscheibe)axial fixing components v. 32 (thrust washer)
37.37th
axiale Fixierkomponenten v. 32 (hohlzylindrischer Körper)axial fixing components v. 32 (hollow cylindrical body)
38.38th
radiale Fixierkomponenten v. 32radial fixing components v. 32
39.39th
Kopfbereich v. 38Head area v. 38
40.40th
41.41st
Schenkelenden v. 38Leg ends v. 38
42.42nd
Beweglichkeit v. 41Agility v. 41

Claims (5)

Leitapparat mit verstellbaren Schaufeln (2, 3), die zumindest antriebsseitig gelagert sind, wobei jede Schaufel (2, 3) einen Hebelmechanismus (7) aufweist, der mit einer Stellvorrichtung (8) verbunden ist, und wobei die Schaufeln (2, 3) ein zur antriebsseitigen Lagerung gegenüber liegendes Ende (9) aufweisen, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das zum Antrieb gegenüberliegenden Ende (9) der Schaufeln (2,3) jeweils einen Zapfen (33) aufweist, der in einer Bohrung eines strömungsführenden Elementes (31) gelagert ist, wobei dem Zapfen (33) zumindest eine radiale Fixierkomponente (38) zugeordnet ist.
Diaphragm with adjustable blades (2, 3) which are mounted at least on the drive side, wherein each blade (2, 3) has a lever mechanism (7) which is connected to an adjusting device (8), and wherein the blades (2, 3) have an end opposite the drive-side bearing (9), in particular according to one of the preceding claims,
characterized in that
the opposite end of the drive (9) of the blades (2,3) each having a pin (33) which is mounted in a bore of a flow-guiding element (31), wherein the pin (33) associated with at least one radial fixing component (38) is.
Leitapparat nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die radiale Fixierkomponente (38) als Ringelement im Querschnitt gesehen V-förmig ausgeführt ist.
Diaphragm according to claim 1,
characterized in that
the radial fixing component (38) is designed as a ring element in cross-section V-shaped.
Leitapparat nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
den zur antriebsseitigen Lagerung gegenüber liegenden Ende (9) der Schaufeln (2, 3) zumindest ein strömungsführendes Element (31) zugeordnet ist, das jeweils über Zentrierelemente (32) mit den Schaufeln (2, 3) verbindbar ist.
Diaphragm according to claim 1 or 2,
characterized in that
the at least one flow-guiding element (31) is associated with the end (9) of the blades (2, 3) opposite the drive-side bearing, which can be connected to the blades (2, 3) via centering elements (32).
Leitapparat nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Zentrierelement (32) axiale Fixierkomponenten (34,36,37) und die zumindest eine radiale Fixierkomponente (38) aufweist.
Diaphragm according to claim 3,
characterized in that
the centering element (32) has axial fixing components (34, 36, 37) and the at least one radial fixing component (38).
Leitapparat nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Zentrierelement (32) schaufelseitig als axiale Fixierkomponente (34) eine Stahlscheibe und dazu gegenüber liegend als axiale Fixierkomponente (36) eine Anlaufscheibe aufweist, die in axialer Richtung mittels der axialen Fixierkomponenten (37), die als zylinderförmiger Körper ausgeführt ist, zueinander beabstandet sind, wobei die radiale Fixierkomponente (38) zum einen zwischen der Stahlscheibe und dem zylinderförmigen Körper und zum anderen zwischen dem zylinderförmigen Körper und der Anlaufscheibe angeordnet ist.
Guide device according to claim 3 or 4,
characterized in that
the centering element (32) on the blade side as an axial fixing (34) a steel disc and lying opposite as axial fixing (36) has a thrust washer, which are spaced apart in the axial direction by means of the axial fixing components (37), which is designed as a cylindrical body in that the radial fixing component (38) is arranged between the steel disc and the cylindrical body on the one hand and between the cylindrical body and the thrust washer on the other hand.
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