DE1003912B

DE1003912B - Device to compensate for the centrifugal moment on adjustable blades of fans, propellers, etc.

Info

Publication number: DE1003912B
Application number: DEM27922A
Authority: DE
Inventors: Albert Jahnke
Original assignee: Nuesse & Graefer Kommandit Ges
Current assignee: Nuesse & Graefer Kommandit Ges
Priority date: 1955-08-08
Filing date: 1955-08-08
Publication date: 1957-03-07

Description

Vorrichtung zum Ausgleich des Zentrifugalmomentes an verstellbaren Blättern von Lüftern, Luftschrauben usw. Um den Anstellwinkel der Laufschaufeln oder Blätter von Axialgebläsen, Luftschrauben, Pumpen oder ähnlichen Maschinen während des Laufes der Maschine verstellen zu können, müssen erhebliche Kräfte zur Überwindung des von den Blättern herrührenden Zentrifugalmomentes aufgewendet werden. Es sind für diesen Zweck hydraulische Steuerungseinrichtungen, Servomotoren oder Spindelantriebe bekanntgeworden, die eine komplizierte Bauart aufweisen. Man hat auch Gegengewichte an den Drehzapfen der Blätter angebracht, die das Zentrifugalmoment aufheben sollen.Device to compensate for the centrifugal moment on adjustable Scrolling fans, propellers, etc. To the angle of attack of the blades or blades of axial fans, propellers, pumps or similar machines during To be able to adjust the running of the machine, considerable forces have to be overcome of the centrifugal moment originating from the leaves. There are for this purpose hydraulic control devices, servomotors or spindle drives become known, which have a complicated design. You also have counterweights attached to the pivots of the blades that are supposed to cancel the centrifugal moment.

Die vorliegende Erfindung sieht zum Ausgleich des von den Blättern herrührenden Zentrifugalmomentes gleichfalls Gegengewichte vor; jedoch soll nicht jedes einzelne Blatt mit einem Gegengewicht ausgerüstet werden, da hierdurch die Gesamteinrichtung sehr schwer wird und auch erheblich mehr Energie für die Überwindung des Anlaufmomentes benötigt. Das Wesen der Erfindung wird vielmehr darin gesehen, daß von Fliehgewichten ein Moment erzeugt wird, welches der aus den Zentrifugalmomenten der Blätter herrührenden, auf den Verstellring oder Verstellmechanismus wirkenden Kraft entgegengerichtet ist.The present invention seeks to compensate for the loss of the leaves the resulting centrifugal moment also has counterweights; however should not each individual sheet can be equipped with a counterweight, as this results in the Entire equipment becomes very heavy and also considerably more energy for overcoming it of the starting torque is required. Rather, the essence of the invention is seen in that a moment is generated by flyweights, which is that of the centrifugal moments the leaves originating, acting on the adjusting ring or adjusting mechanism Force is opposite.

Dabei werden erfindungsgemäß die Fliehgewichte so angeordnet und ausgebildet, daß sich bei Betätigung des Verstellmechanismus die von den Fliehgewichten resultierende Gegenkraft angenähert wie die Sinus-Kosinus: Funktion verändert, nach der das von den Blättern .herrührende Zentrifugalmoment bei Änderung des Blattwinkels, bezogen auf die Schwerpunktsebene des Blattes, verläuft.According to the invention, the flyweights are arranged and designed in such a way that that when the adjustment mechanism is actuated, the resulting from the flyweights Counterforce approximated like the sine-cosine: function changed according to which of The centrifugal moment originating from the blades when the blade angle changes on the plane of the center of gravity of the sheet.

Die Bemessung der Fliehgerichte erfolgt so, daß die von ihnen erzeugte Gegenkraft nicht genau der aus dem Zentrifugalmoment der Blätter herrührenden Kraft entspricht, sondern etwas größer oder kleiner ist. Damit wird erreicht, daß die Vorrichtung nicht innerhalb des Spiels der Lager, Hebel und sonstigen Konstruktionselemente labil arbeitet, sondern vielmehr eine eindeutige, unter einer bestimmten kleinen Kraft stehende Anschlagslage einnimmt.The dimensioning of the escape courts is done in such a way that the one generated by them Counterforce not exactly the force resulting from the centrifugal moment of the blades corresponds, but is slightly larger or smaller. This ensures that the Device not within the play of the bearings, levers and other construction elements unstable works, but rather an unambiguous one, under a certain small one Force assumes standing stop position.

An und für sich würde es genügen, nur ein Fliehgewicht anzuordnen; doch empfiehlt es sich aus Gründen der gleichmäßigen Belastung, mindestens zwei oder mehr Fliehgewichte gleichmäßig auf dem Umfang zu verteilen.In and of itself it would be sufficient to arrange only one flyweight; but it is recommended for reasons of even loading, at least two or to distribute more flyweights evenly on the circumference.

An den Abb. 1 bis 4 sei der Erfindungsgegenstand und seine Wirkungsweise näher erläutert.The subject of the invention and its mode of operation are shown in Figs. 1 to 4 explained in more detail.

Abb. 1 stellt einen Längsschnitt durch eine Lüfternabe dar und zeigt den Verstellmechanismus im Eingriff schematisch mit einem Blatt. Am Mantel der Lüfternabe 1 sind drehbar die Blätter 2 angeordnet. An ihren Drehzapfen 3 sind Hebel 4 befestigt, welche mit Gleitzapfen 5 in eine Nut 6 fassen, die sich um den. Umfang des Verstellrings 7 herum erstreckt. Der Verstellring 7 ist in axialer Richtung verschiebbar auf dem die Lüfterwelle 8 umgebenden Mittelkörper der Nabe 1 angeordnet. Der Verstellring 7 besitzt eine Ringnut 9, in welche der Übertragungsmechanismus eingreift, durch welchen die Verschiebung des Verstellsterns bewerkstelligt wird.Fig. 1 shows a longitudinal section through a fan hub and shows the adjustment mechanism in engagement with a sheet schematically. On the jacket of the fan hub 1, the blades 2 are rotatably arranged. Levers 4 are attached to their pivot pins 3, which grasp with sliding pin 5 in a groove 6, which is around the. Circumference of the adjustment ring 7 extends around. The adjusting ring 7 is displaceable in the axial direction on the the center body of the hub 1 surrounding the fan shaft 8. The adjustment ring 7 has an annular groove 9 in which the transmission mechanism engages through which the displacement of the adjusting star is accomplished.

An der Innenwand der Nabe 1 sitzen zwei, drei oder mehr mit einem gabelförmigen Einschnitt 14 versehene Lagerböcke 10. In ihnen sind Fliehgewichte 11 um einen Bolzen 12 drehbar gelagert.On the inner wall of the hub 1 sit two, three or more with one Bearing blocks 10 provided with fork-shaped incision 14. There are flyweights in them 11 rotatably mounted about a bolt 12.

Die Fliehgewichte sind im dargestellten Beispiel als dünne, rechteckige Körper ausgebildet, die mit einer Nase 13 an dem Verstellring 7 anliegen. Der Schwerpunkt S der Fliehgewichte 11 hat durch die drehbare Anordnung des Gewichtes um den Bolzen 12 eine veränderliche Entfernung zur Lüfterachse.In the example shown, the flyweights are thin, rectangular Bodies are formed which bear against the adjusting ring 7 with a nose 13. The focus S of the flyweights 11 has due to the rotatable arrangement of the weight around the bolt 12 a variable distance to the fan axis.

Abb. 2 stellt eine Schnittansicht A-B der Abb. 1 dar und hat für gleiche Teile die gleichen Bezugszahlen wie Abb. 1. Die Stellung des Lüfterblattes ist strichgepunktet wiedergegeben.Fig. 2 represents a sectional view A-B of Fig. 1 and has for the same Share the same reference numbers as Fig. 1. The position of the fan blade is dashed and dotted reproduced.

Abb. 3 ist die gleiche Ansicht des Lüfterrades wie Abb. 1, nur ist der Verstellmecha@nismu-s in anderer Lage dargestellt. Der Verstellring 7 ist nach links gezogen, wodurch das Blatt 2 über den Hebel 4 und den Drehzapfen 3 einen größeren Anstellwinkel erhalten hat. Die auf das Fliehgewicht 11 wirkende Zentrifugalkraft hat den Schwerpunkt S so weit um den Bolzen 12 nach außen wandern lassen, wie die Nase 13 des Fliehgewichtes 11 dem sich in Verstellrichtung bewegenden Verstellring folgen konnte. Damit hat aber der Schwerpunkt S einen größeren Abstand von der Lüfterachse erhalten und drückt durch das Fliehgewicht mit größerer Kraft auf den Verstellring 7 als bei der in Abb. 1 dargestellten Lage. Aber auch das Zentrifugalmoment vom Blatt 2 her hat sich durch die Verstellung vergrößert und wirkt mit größerer Axialkomponente gegen den Verstellring in entgegengesetzter Richtung wie die Fliehgewichte.Fig. 3 is the same view of the fan wheel as Fig. 1, only it is the Verstellmecha @ nismu-s shown in a different position. The adjusting ring 7 is after pulled to the left, whereby the sheet 2 via the lever 4 and the pivot 3 a larger Angle of attack received. The centrifugal force acting on the flyweight 11 has allowed the center of gravity S to wander outward around the bolt 12 as far as the Nose 13 of the flyweight 11 to the adjusting ring moving in the direction of adjustment could follow. However, this means that the center of gravity S has a greater distance from the fan axis received and presses by the flyweight with greater force on the adjustment ring 7 than in the position shown in Fig. 1. But also the centrifugal moment from sheet 2 has increased due to the adjustment and acts with greater Axial component against the adjusting ring in the opposite direction as the flyweights.

Es liegt im Sinne der Erfindung, den Fliehgewichten eine solche Ausbildung zu geben, daß die Zunahme der Andruckkraft der Fliehgewichte der Zunahme der Komponente vom Zentrifugalmoment der Blätter entspricht. Diese Ausbildung der Fliehgewichte für den jeweils vorliegenden Fall kann dadurch erfolgen, daß ihre Schwerpunkte S in verschiedenen Entfernungen zum Drehpunkt 12 liegen.It is within the meaning of the invention, the flyweights such a training to give that the increase in the pressing force of the flyweights of the increase in the component from the centrifugal moment of the leaves. This training of the flyweights for the case at hand, it can be done that their focus S are at different distances from the pivot point 12.

Abb. 4 stellt den Verlauf des sich mit dem Anstellwinkel der Blätter verändernden Zentrifugalmomentes dar. Der gebräuchliche Verstellbereich ist mit a ... b bezeichnet.Fig. 4 shows the course of the centrifugal moment, which changes with the angle of attack of the blades. The usual adjustment range is denoted by a ... b.

Die Ausgestaltung der Fliehgewichte erfolgt bezüglich der Schwerpunktslage zu ihren Drehpunkten derart, daß ihre auf den Verstellring ausgeübte Kraft gleichen oder angenähert gleichen Verlauf wie der Kurvenzug a . . . b nimmt.The design of the flyweights is based on the center of gravity to their pivot points in such a way that their force exerted on the adjusting ring is equal or approximately the same course as curve a. . . b takes.

Die Erfindung hat einen Weg aufgewiesen, der in einfachster Form die Aufgabe löst, das beim Verstellen der Blätter sich verändernde Zentrifugalmoment und die daher beim Verstellen aufzuwendenden erheblichen Kräfte zu kompensieren.The invention has shown a way that in its simplest form Task solves the centrifugal moment that changes when the blades are adjusted and to compensate for the considerable forces that have to be expended when adjusting.

Besonders vorteilhaft bei der Lösung der Aufgabe ist die Tatsache, daß die erfindungsgemäße Ausgestaltung und Anordnung der Fliehgewichte deren Gesamtgewicht sehr gering hält, weshalb gegenüber anderen Konstruktionen das Anlaufmoment wesentlich kleiner und ein zusätzlicher Axialdruck vermieden wird.Particularly advantageous in solving the task is the fact that that the inventive design and arrangement of the flyweights their total weight very low, which is why the starting torque is significant compared to other designs smaller and an additional axial pressure is avoided.

Vorteilhaft wirkt sich weiterhin aus, daß der Nabenmantel, der im allgemeinen die Zentrifugalkräfte der Blätter aufzunehmen hat, durch die kleinen Fliehgewichte nicht zusätzlich belastet wird, so daß seine Ouerschnittsbemessung wegen des erfindungsgemäßen Kräfteausgleiches nicht verstärkt zu werden braucht.Another advantage is that the hub shell, which is in the generally the centrifugal forces of the leaves have to be absorbed by the small ones Flyweights is not additionally loaded, so that its cross-section dimensioning does not need to be reinforced because of the balance of forces according to the invention.

Claims

PATENTA \ SPYLCHIi: 1. Device for balancing the centrifugal moment on adjustable blades of fans, propellers, etc., characterized by that flyweights are arranged on the fan hub, which on the adjusting ring exert a force similar to that resulting from the centrifugal moment of the leaves and likewise acting on the adjusting force is counteracted.

2. Device according to Claim 1, characterized in that the flyweights are so designed and arranged are that the force exerted by them on the adjusting ring approximates the sine-cosine function changed, according to which that derived from the leaves Centrifugal moment when the blade angle changes, based on the plane of the center of gravity of the sheet, runs.