DE2132191A1 - Axialgeblaese,dessen Schaufelrad mit waehrend des Betriebes verstellbaren Schaufeln versehen ist - Google Patents

Description

NORDISK VENTILATOR CO. A/S, Naestved, Dänemark ■μ ««Miaia*··* wm^* «*^ vw«· «e^ «■■■» ·· em am «·«· ^m mm «mmm.^^v m*^*mmwM mm mm*m>*m»^i*mmmm»**mw^m mmmw mwmm^m "* ^{w M} ·β^*Μ· ^·Λβ» Axialgebläse, dessen Schaufelrad mit während des Betriebes verstellbaren Schaufeln versehen ist.

Die Erfindung betrifft ein Axialgebläse, dessen Schaufelrad mit während des Betriebes verstellbaren Schaufeln versehen ist, deren Wellen in der Nabe des Schaufelrades drehbar gelagert und jeweils mit einem exzentrisch angeordneten Organ versehen sind, das unter der Einwirkung eines gemeinsamen Stellorgans steht.

Bei den bekannten Axialgebläsen sind erhebliche Kräfte erforderlich, um das Stellorgan zu verschieben und damit eine erwünschte Änderung der Einstellung zu erreichen. Dies hängt damit zusammen, dass sich während des Betriebes in den Lageruhgen der Schaufelwellen eine sehr hohe Friktion geltend macht, da die einzelnen Schaufeln bei laufendem Gebläse sehr hohen Zentrifugalkräften ausgesetzt sind, die von den Axiallagern der Schaufelwellen aufgenommen werden müssen, welche aus konstruktionsmässigen Gründen nur einen gewissen, beschränkten Durchmesser haben können. Ebenso begrenzt ist auch die Exzentrizität des exzentrisch angeordneten Organs, so dass die Stellkraft, die beim Verstellen der Schaufeln vom Stellorgan auf das exzentrisch angeordnete Organ übertragen werden muss, auf einen relativ kurzen Arm einwirken muss.

Die Stellkraft, die- erforderlich ist, kann in der Praxis beispielsweise 250 N betragen, was bei einem Rad mit 10 Schaufeln bedeutet, dass die notwendige Stellkraft, die in Axialrichtung ausgeübt werden muss, 2500 N entspricht.

Nicht zuletzt wenn das Verstellen der Schaufeln automatisch erfolgen soll, ist es mit Schwierigkeiten verbunden, so grosse· Kräfte benutzen zu müssen, und es sind deshalb verschiedene Übersetzungssysteme mehr oder weniger komplizierter Ausführung entwickelt worden, so dass man durch eine geeignete Übersetzung diejenige Kraft reduzieren kann, die von aussen her

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ausgeübt werden muss, damit eine Änderung der Einstellung vorgenommen werden kann.

Auch dies macht jedoch Schwierigkeiten, weil die Einstellung im Inneren der Radnabe vorgenommen werden muss, während das Rad rotiert.-

Es hat sich nunmehr erwiesen, dass sich diese Schwierigkeiten beim erfindungsgemässen Schaufelrad erheblich reduzieren lassen, welches Schaufelrad dadurch gekennzeichnet ist, dass das Stellorgan so ausgebildet und angeordnet ist, dass das genannte, exzentrisch angebrachte Organ jeder Schaufel während einer Stellbewegung nur während eines Teiles jeder Umdrehung des Schaufelrades unter der Einwirkung des Stellorgans steht, und zwar in einer solchen Weise, dass während einer Stellbewegung jeweils höchstens die gesamte Anzahl Schaufeln minus einer Schaufel und wenigstens eine Schaufel allein unter der Einwirkung der Stellkraft steht.

Das gemeinsame Stellorgan kann, wie bekannt, in bezug auf die Rotationsbewegung des Schaufelrades stillstehen oder zusammen mit dem Schaufelrad rotieren. In beiden Fällen kann die Stellbewegung eine Schiebebewegung längs der Welle des Stellorgans oder eine Winkeldrehung um diese Welle sein.

Das Stellorgan kann viele verschiedene Formen besitzen, z.B. diejenige einer kreisförmigen Scheibe mit einer längs des Umfanges verlaufenden Rille, in welche exzentrisch mit den Schaufeln verbundene Zapfen eingreifen, wobei die Scheibe zwecks Einstellung der Schaufeln in Axialrichtung verschoben wird. Diese Ausführung des Stellorgans soll der nachstehenden Erläuterung der durch die Erfindung erreichten Wirkung zugrunde gelegt werden.

Wird die Erfindung auf ein Axialgebläse angewendet, dessen _ Stellorgan von einer solchen Scheibe gebildet wird, muss die Achse der Scheibe einen gegebenen Winkel mit der Rotationsachse des Schaufelrades bilden, so dass die Scheibe in einer Ebene liegt, die mit einer rechtwinklig zur Rotationsachse des Schaufelrades verlaufenden Ebene einen Winkel bildet, Wegen der

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Schrägstellung der Stellscheibe hat die Fläche, mit der die Scheibe gegen einen bestimmten der Zapfen anliegt, solange keine Stellbewegung vorgenommen wird, einen Abstand von diesem Zapfen, der während einer Umdrehung der Scheibe einer Sinusfunktion folgend im allgemeinen so variiert, dass der Abstand zwischen 0 und einem Maximumwert variiert, der von der Schrägstellung bestimmt wird, und die jeweiligen Variationen der Abstände sind bei je zwei benachbarten Zapfen um einen Phasenwinkel gegeneinander verschoben, der dem Winkel zwischen den zugehörigen Schaufeln entspricht. Sobald eine Stellbewegung, d.h. ein Verschieben der Scheibe in Axialrichtung, vorgenommen wird, wird die sinusförmige Variation von einer linearen, rechtwinklig zur Abszisse der Sinuskurve wirksamen Variation überlagert, doch ist diese lineare Variation, d.h. Schiebebewegung, in bezug auf die Rotationsgeschwindigkeit im allgemeinen so langsam, dass innerhalb einer einzelnen Umdrehung nur eine verhältnismässig kleine Verschiebung der Sinuskurven für die einzelnen Zapfen stattfindet, so dass diese nur einzelweise einem Druck ausgesetzt werden und zur Ausführung der Stellbewegung nur eine reduzierte Kraft in bezug auf diejenige Kraft erforderlich ist, die notwendig ist, wenn alle Zapfen zur selben Zeit gleich grossen Stellkräften ausgesetzt werden sollen.

Es ist unmittelbar ersichtlich, dass man auf diese Weise dazu imstande ist, die erforderliche Stellkraft auf diejenige Kraft zu reduzieren, die zum Verstellen einer einzelnen Schaufel benötigt wird. Dies ist bereits eine sehr erhebliche Reduktion, und bei Versuchen hat es sich ausserdem noch gezeigt, dass sich sogar eine noch grössere Reduktion, z.B. auf weniger als die Hälfte dieser Kraft, erzielen lässt.

Es ist mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden, eine erschöpfende, exakte Theorie aufzustellen, die dieses Phänomen erklären kann.

Das Grundprinzip für diese Erklärung muss natürlich sein, dass ein Teil der Stellkraft aufgrund der Schrägstellung der Scheibe vom Antriebsmotor des Gebläses geliefert wird.

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Wie .dies geschehen kann, lässt sich beispielsweise folgendermassen erklären.

Man stelle sich zuerst einmal vor, dass die Stellscheibe in Axialrichtung ruhig steht, während die Schaufeln eine bestimmte Stellung einnehmen,. Der Übersichtlichkeit halber könnte man sich vorstellen, dass nur zwei sich diametral gegenüberliegende Schaufeln mit zugehörigen Einstellzapfen vorhanden wären»

Betrachtet man den einen Zapfen und die eine Seite der Rille in der Scheibe, nimmt der Abstand zwischen diesen von einem Maximumwert gegen den Wert 0 nach und nach ab, wo sie sich berühren. Es soll angenommen werden,dass diese Berührung vor demjenigen Punkt stattfindet, in dem die relative Axialbewegung der Scheibe umkehrt, so dass in einem gewissen Intervall einer Umdrehung die Berührung mit einer Kraft erfolgt, die von 0 bis zu einem gewissen Maximumwert und daraufhin wieder zurück zu 0 variiert, indem in diesem Intervall eine entsprechend variierende, elastische Verformung stattfindet.

Stellt man sich vor, dass der Maximumwert der Kraft nicht diejenige Kraft erreicht, die zum Bewegen des Zapfens benötigt wird, geschieht während der Rotation der Scheibe keine Änderung der Schaufelstellung.

Der diametral gegenüberliegende Zapfen ist gleichzeitig damit, dass der erstgenannte Zapfen die eine Seite der Rille berührt, in Berührung mit der anderen Seite der Rille, und es wird somit im genannten Intervall auch auf diesen Zapfen eine Kraft ausgeübt, die nicht dazu ausreicht, die Schaufel zu verstellen.

Die auf die beiden Zapfen wirkenden Kräfte sind einander entgegengerichtet, was bedeutet, dass in der Welle der Scheibe keine Axialreaktion auftritt und somit das äussere Einstell-,system auch nicht belastet wird. Die geleistete Arbeit wird ausschliesslich in Wärme umgesetzt, und die Kraft wird ausschliesslich vom Antriebsmotor des Gebläses geliefert.

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Übt man nunmehr durch das äussere Einstellsystem in Axialrichtung eine gewisse Kraft auf die Scheibe aus, wird in demjenigen Augenblick, in dem die vorher erwähnten Kräfte ihr Maximum erreichen, auf den einen Zapfen in der Stellrichtung eine Kraft ausgeübt, die gleich der Summe aus dem genannten Maximumwert ■ und der beaufschlagten axialen Stellkraft ist, während auf den anderen Zapfen die Differenz zwischen diesen beiden Kräften einwirkt.

Stellt man sich vor, dass zum Verschieben des Zapfens eine Kraft von 250 N erforderlich ist und dass der erwähnte Maximumwert der bei der Rotation der Scheibe angreifenden Kraft 240 N beträgt, bewirkt eine äussere Stellkraft von etwas über 10 N ein Verstellen des betreffenden Zapfens, weil die Summe der bei-

den Kräfte grosser als 250 N ist, wohingegen der andere Zapfen nicht bewegt wird, weil die auf diesen einwirkende Kraft etwas unter 240 N bleibt.

Diese Verschiebung des ersten Zapfens findet statt, solange die Summe der beiden Kräfte mehr als 250 N beträgt, was in einem verhältnismässig kleinen Intervall innerhalb einer halben Umdrehung der Fall ist, und während dieser halben Umdrehung steht der andere Zapfen still.

Das gleiche wiederholt sich im Laufe der nächsten halben Umdrehung, doch so, dass die bei der Rotation der Scheibe auf die beiden Zapfen ausgeübten, gleich grossen Kräfte entgegengesetzt der Richtung in der ersten Hälfte der Umdrehung wirken, so dass nun der erste Zapfen stillsteht und der zweite Zapfen bewegt wird.

Wenn auf diese Weise in einer gewissen Periode in einer bestimmten Richtung eine Axialkraft von 10 N auf die Welle der Scheibe ausgeübt wird, erfolgt ein entsprechendes Verstellen der beiden Schaufeln in kleinen Rucken, und zwar so, dass die eine der beiden Schaufeln immer stillsteht, wenn sich die andere bewegt.

Auf diese Weise kann man ein Verstellen der Schaufeln mit Hilfe

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einer äusseren Stellkraft von IO N vornehmen, weil die zusätzlichen 240 N, die benötigt werden, um auf die zum Verstellen erforderlichen 250 N zu kommen, vom Antriebsmotor des Gebläses geliefert werden.

Die voranstehende Erklärung ist sicher als sehr vereinfacht anzusehen und ist wahrscheinlich nicht erschöpfend. Man könnte sich nämlich auch denken/ dass es für eine vollständige Erklärung auch notwendig wäre, die Stosskräfte zu berücksichtigen, die jedesmal dann auftreten, wenn sich ein Zapfen und die Seitenwand der Rille berühren. Ferner ist es vermutlich auch von Wichtigkeit, dass der Anfangswert der Friktion, die beim Verstellen der Schaufeln überwunden werden muss, grosser als die Friktion bei der bereits eingeleiteten Bewegung ist, so dass man aufgrund der schrägen Stellung der Stellscheibe bei der Summation der Friktionskräfte lediglich mit der Anfangsfriktion für die eine der Schaufeln und der niedrigeren Friktion für alle anderen Schaufeln zu rechnen braucht, die gleichzeitig bewegt werden.

Welche Bedeutung den einzelnen genannten und eventuellen anderen Faktoren beizumessen ist, lässt sich so unmittelbar nur schwierig entscheiden und hängt vermutlich in einigem Ausmass auch von der in jedem einzelnen Fall gewählten konstruktiven Ausführung ab. -

Wie gesagt, kann die Stellbewegung entweder- eine Axialverschiebung oder eine Winkeldrehung sein, und in beiden Fällen lässt sich die Erfindung durch eine Schrägstellung der Einstellwelle in bezug auf die Rotationsachse des Schaufelrades verwirklichen, doch kann in demjenigen Fall, in dem die Stellbewegung eine Winkeldrehung ist, erfindungsgemäss die Achse des Stellorgans auch parallel mit der Achse des Schaufelrades verlaufen und in einem kleinen Abstand von dieser liegen.

Es ist unmittelbar ersichtlich, dass die Wirkung dieser Massnahme, wenn die Stellbewegung eine Winkeldrehung ist, der oben in Verbindung mit einer schräggestellten Scheibe mit axialer

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- 7 Stellbewegung erklärten Wirkung völlig analog ist.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erklärt. Es zeigt

Fig. 1 rein schematisch eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Axialgebläses,

Fig. 2 eine genauere Darstellung eines Teiles dieses Gebläses,

Fig. 3 eine Kurve, die die Wirkung der Erfindung veranschaulicht, ■

Fig. 4 und 5 zwei verschiedene Ausführungsformen,

Fig. 6 die in Fig. 5 gezeigte Ausführungsform in Achsrichtung gesehen,

Fig. 7 eine weitere Ausführungsform,

Fig. ß die in Fig. 7 gezeigte Ausführungsform in Achsrichtung gesehen,

Fig. 9 noch eine Ausführungsform,

Fig. 10 die gleiche Ausführungsform.in Achsrichtung gesehen,

Fig. 11 eine weitere Ausführungsform, Fig. 12 eine Einzelheit derselben in grösserem Massstab, Fig. 13 und 14 zwei weitere Ausführungsformen, und Fig. 15 eine Ausführungsform mit zwei Schaufelrädern.

Fig. 1 zeigt ein Schaufelrad eines Axialgebläses mit einer Nabe 1, die fest mit einer Antriebswelle 2 verbunden ist, und mit einer Anzahl Schaufeln 3, welche drehbar in der Nabe 1 gelagert sind, und zwar mit Hilfe von Wellenzapfen 4 und daran exzentrisch angebrachten Einstellzapfen 5, die mit einer äusseren Rille 6 in einer Stellscheibe 7 in Eingriff stehen, welche fest an einer Einstellwelle Ö angebracht ist, die in einer schrägen Stellung in bezug auf die Welle 2 verschiebbar gelagert ist, mit der sie einen kleinen Winkel α bildet.

Aus Fig. 2 geht hervor, wie die Scheibe 7 mit Hilfe eines Gleitlagers 9 auf einer Verlängerung 10 der Antriebswelle 2 gelagert ist.

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Die Scheibe 7 hat eine Nabe 11, die fest mit der Einstellwelle Ö verbunden ist, welche in einem Lager 12 gelagert ist, das mit dem Gehäuse 13 des Gebläses in fester Verbindung steht»

14 bezeichnet ein Kupplungselement, das rotierbar, nicht aber verschiebbar am Ende der Einstellwelle Ö angebracht ist, so dass man die Scheibe 7 durch Zug oder Druck in Axialrichtung verschieben kann, wodurch diese auf die exzentrisch angebrachten Einstellzapfen 5 und damit auf die Schaufeln 3 einwirkt.

Dadurch, dass das Lager 12 in bezug auf die Antriebswelle 2 exzentrisch angeordnet ist, wird die gewünschte Schrägstellung der Einstellwelle S und damit der Scheibe 7 erzielt.

Die Scheibe 7 ist drehbar, mit dem Schaufelrad mit Hilfe nicht gezeigter Mitnehmer zusammengekuppelt und rotiert somit mit derselben Geschwindigkeit wie das Rad. Von einem der Zapfen aus gesehen, führt die Scheibe ausserdem ständig eine pendelnde Bewegung aus.

Der Spielraum in der Rille 6 muss daher so gross sein, dass diese pendelnde Bewegung erfolgen kann, ohne dass dadurch die Schaufeln gedreht werden, solange die Einstellwelle $ nicht in Längsrichtung verschoben wird, d.h. wenn nicht aus besonderen Gründen eine solche pendelnde Bewegung erwünscht sein sollte.

Fig. 3 zeigt eine Kurve, die die zum Verstellen der Schaufeln erforderliche Zugkraft in ·Axialrichtung .der Einstellstange Ö als Funktion des Winkels α darstellt.

Die gezeigte Kurve wurde an Hand von Werten aufgetragen, die an einem Schaufelrad mit 10 Schaufeln gemessen worden sind, das mit' einer Drehzahl von 14Ö0 U/min rotierte.

Wenn der Winkel gleich Null ist, d.h. wenn die Konstruktion auf bekannte Weise mit koaxial in Verlängerung der. Antriebswelle 2 angebrachter Einstellwelle 8 ausgeführt ist, ist eine Gesamtstellkraft von 1250 N erforderlich, und da das Rad mit 10 -Schau-

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fein versehen ist, bedeutet dies, dass zum Verstellen jeder Schaufel eine Stellkraft von 125 N benötigt wird.

Wenn der Winkel grosser als O⁰ wird, erfolgt im Laufe jeder Umdrehung der Scheibe eine Variation der Beeinflussung der einzelnen Zapfen zwischen einem Punkt, wo der Zapfen unter vollem Einfluss steht, und einem Punkt, wo der Einfluss auf diesen Zapfen mit wachsender Grosse des Winkels abnimmt, so dass in dem beschriebenen Fall bei einem gewissen Winkel nur jeweils 9 der Zapfen auf einmal beeinflusst werden, und daraufhin bei einem etwas grösseren Winkel nur jeweils δ Zapfen auf einmal und so weiter, bis zuletzt nur noch jeweils ein einzelner der Zapfen beeinflusst wird.

Übereinstimmend hiermit nimmt der Kurve gemäss die Kraft mit zunehmendem Winkel ab, und nach einer auf der Hand liegenden Annahme sollte die Kraft so weit fallen, bis bei einem gewissen Winkel nur noch eine Stellkraft von 125 N benötigt wird, d.h. dass nur noch jeweils ein einzelner der Zapfen zwecks Verstellens der zugehörigen Schaufel beeinflusst wird.

Diese Kraft ist in Fig. 3 durch eine waagerechte, gestrichelte Linie markiert, und aus der Kurve ist ersichtlich, dass die erforderliche Kraft in Wirklichkeit wesentlich stärker reduziert wird, indem sich die Kurve der Nullinie oder jedenfalls einer Linie nähert, die sehr nahe an der Nullinie liegt. Es ist somit ersichtlich, dass der Wert 125 N bei einer Winkelstellung von etwa 0,08 - 0,09° erreicht wird, während die Kraft bei 0,35° auf etwa 10 N gefallen ist, also auf weniger als 1/10 der unmittelbar zu erwartenden Kraft, jedoch im Einklang mit der voranstehend gegebenen theoretischen Erklärung.

Die Kurve verbleibt qualitativ ungefähr die gleiche, unangesehen der Abmessungen und der Gestaltung der Einzelheiten des Schaufelrades und der Stellorgane, doch der quantitative Verlauf variiert stark insbesondere in Abhängigkeit von der Anzahl der Schaufeln und vom Radius des Kreises, auf dem die Angriffspunkte des Stellorgans liegen.

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- ίο - ·

Die beschriebene Kurve wurde mit Hilfe eines Gebläses mit einem Aussendurchmesser von nur 650 mm ermittelt, doch bei Rädern mit grösserem Durchmesser, bei denen entsprechend mehr Platz ,für die Stellorgane und eine grössere Anzahl Schaufeln vorhanden 1st) hat der erste Teil der Kurve eine wesentlich grössere Neigung als die lh Fig. 3 gezeigte.

Fig. 4 veranschaulicht eine Ausführungsform, die in grossen Zügen der in-Fig. 1 dargestellten entspricht und sich von dieser nur darin unterscheidet, dass die Verbindung zwischen dem Stellorgan 7 und den Einstellzapfen 5 mit Hilfe eines Lenkers 15 hergestellt ist. Das Spiel in der Lenkerverbindung entspricht hier dem Spielraum in der Rille 6 in Fig. 1.

Während die voranstehend beschriebenen Ausführungsformen zu derjenigen Art gehören, bei der die Stellbewegung eine Axialbewegung ist, veranschaulichen die Fig. 5 und 6 eine Ausführungsform, bei der die Stellbewegung eine Drehbewegung ist«

In diesem Fall sind die Einstellzapfen 5 im Eingriff mit Kerben 16 im Umfang der Stellscheibe 7.

Dass die Wirkung die gleiche wie bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ist, geht aus dem Folgenden hervor, und zwar soll der Zustand betrachtet werden, in dem keine Stellbewegung erfolgt. Die Scheibe 7 rotiert zusammen mit dem Rad. Betrachtet man nun einen beliebigen Punkt auf der Scheibe 7, so entspricht die auf eine rechtwinklig zur Welle 2 des Schaufelrades verlaufende Ebene projezierte Bahn dieses Punktes einer Ellipse. Da dio 77inke!geschwindigkeit konstant ist, variiert die Geschwindigkeit der Projektion des Punktes so, dass sie ihren Minimum- ' wert hat, wenn sich der Punkt auf der kleinen Achse der genannten Ellipse befindet, und ihren Maximumwert erreicht, wenn sich dor Punkt auf der grossen Achse befindet. Dies ist gleichbedeutend damit, dass eine Kerbe 16 in der Scheibe 7 während eines gewissen Teiles einer Umdrehung etwas schneller und während eines anderen Teiles einer Umdrehung etwas langsamer als das Rad um-3 äu ft _? was wechselnde Beeinflussungen der Zapfen 5 bewirkt, die CiZii in Verbindung mit Fig. 1 beschriebenen entsprechen-.

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Die Fig. 7 und 8 veranschaulichen eine Ausführungsform, die sich von der in den Fig. 5 und 6 gezeigten nur dadurch unterscheidet, dass die Zapfen 5 und das Stellorgan 7 mit Hilfe von Lenkern 17 miteinander verbunden sind.

Bei der in den Fig. 9 und 10 gezeigten Ausführungsform bestehen die an den Wellen 4 der Schaufeln 3 exzentrisch angebrachten Stellorgane aus Zähnen an Zahnrädern 16, während das Stellorgan 7 mit einem Zahnkranz 19 ausgebildet ist, der mit diesen Zahnrädern 18 kämmt.

In diesem Fall ist die Einstellwelle 8 parallel mit der Antriebswelle 2, aber in bezug auf diese ein klein wenig versetzt.

Da die Achse der Welle 2 die Rotationsachse der Scheibe 7 ist, hat jeder Punkt auf dieser Scheibe während einer Umdrehung einen Abstand von der Rotationsachse, der von einem Minimumwert bis zu einem Maximumwert variiert, und da die Winkelgeschwindigkeit konstant ist, führt dies eine entsprechende Variation der Geschwindigkeit mit sich, so dass die Scheibe eine hin- und hergehende Drehung in bezug auf das Rad und damit in bezug auf die Zahnräder 18 ausführt. Die Wirkung ist folglich die gleiche wie bei den vorher beschriebenen Ausftihrungsformen.

Die Fig. 11 und 12 stellen eine Ausführungsform dar, bei der die Stellbewegung eine Axialbewegung ist.

Diese Ausführungsform entspricht der in Fig. 1 gezeigten, indem die Zapfen 5 hier in ähnlicher Weise in eine Rille in einer Scheibe 7 eingreifen. Es besteht jedoch der Unterschied, dass die Einstellwelle 8 nur verschiebbar, nicht aber drehbar ist. Ferner ist sie mit der Antriebswelle 2 fluchtend gelagert, und zwar in zwei Rollenlagern 20 auf einer zentral in der Radnabe 1 befindlichen Buchse, in der die Welle 8 gleiten kann.

Die Scheibe 7 ist mit Hilfe eines Gleitlagers 21 an einem koaxial im Inneren der Radnabe 1 fest angebrachten Führungszylinder 22 geführt, und ausserdem ist die Scheibe 7 am Ende der

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Welle Ö in einem sphärischen Lager 23 gelagert, das mit seinem äusseren Laufring zentral in der Scheibe und mit seinem inneren Laufring auf einem exzentrischen Stirnzapfen 24 an der Welle S befestigt ist.

Aufgrund des exzentrischen Zapfens 24 wird der Mittelpunkt der Scheibe auf einer Linie festgehalten, die nicht mit der geometrischen Achse der Antriebswelle 2 zusammenfällt, und aufgrund der Führung mit Hilfe des Gleitlagers 21 auf dem koaxialen Zylinder 22 nimmt die Scheibe deshalb eine schräge Stellung ein. Die Wirkung ist somit genau die gleiche wie die in Verbindung mit Fig. 1 beschriebene, doch da das Gleitlager 21 mit einer gebogenen Innenfläche ausgebildet ist, indem sein Innenradius nach innen hin abnimmt, berührt es den Zylinder 22 nur in einem schmalen Bereich und führt bei einer Stellbewegung eine Sehraubenbewegung auf dem Zylinder aus, so dass die die Verschiebebewegung zu hemmen suchende Friktion wesentlich reduziert wird.

Die in Fig. 13 gezeigte Ausführungsform erinnert gleichfalls an die in Fig. 1 dargestellte, doch steht in diesem Fall die Einstellwelle Ö fest, so dass sie sich weder drehen noch verschieben lässt*

Das eine Ende der Einstellwelle Ö ist in einem zentralen Lager 25 in der Radnabe 1 in unmittelbarer Nähe des Endes der Antriebswelle 2 gelagert. Ferner ist die Welle auf der entgegengesetzten Seite des Rades in einem Lager 26 gelagert, das ebenfalls zentral in der Radnabe angebracht ist, jedoch mit einer exzentrischen Bohrung oder Buchse auf der Welle Ö sitzt. Die Scheibe 7 hat eine Nabe 27 mit zwei R.ollenlagern 2Ö, die auf einer Buchse vorgesehen sind, welche auf der Einstellwelle ß mit Hilfe nicht genauer gezeichneter Mittel hin- und hergleiten kann, wobei das Treibmedium durch eine Höhlung in der Einstellwelle B eingeführt wird.

Die in-Fig. 14 gezeigte Ausführungsform entspricht völlig der i.~ Fig. 1 gezeigten. Das Besondere bei dieser Ausführungsform besteht lediglich in der Lagerung der verschiebbaren und rotierenden Einstellwelle Ö.

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Die Welle ist in einem zentralen Gleitlager 29 in einer Bohrung in der Stirnseite der Antriebswelle 2 gelagert.

Auf der entgegengesetzten Seite des Rades trägt dieses ein zentral angebrachtes Lager 30, mit dessen Hilfe sich das Rad um eine fest angebrachte Buchse 31 drehen kann, in welcher die Welle 8 in einem Lager 32 gelagert ist, das in einer exzentrischen Bohrung in dieser Buchse 31 sitzt.

In diesem Zusammenhang soll darauf aufmerksam gemacht werden, dass die Schrägstellung in den meisten der Figuren etwas übertrieben gezeichnet ist, insbesondere wo es sich um Räder mit einem grossen Durchmesser handelt, indem die Schaufeln im allgemeinen, d.h. wenn es nicht gerade aus besonderen Gründen erwünscht sein sollte, keine Bewegung im Laufe einer Umdrehung ausführen dürfen, sofern keine Stellbewegung vorgenommen wird₉ d.h. der Spielraum in den Verbindungen muss im Zusammenhang mit der elastischen Verformung der Materialien so gross sein, dass die relative Bewegung zwischen den Einstellorganen und dem Rad - solange keine Stellbewegung vorgenommen wird - während der Rotation dazu ausreicht, die Schrägstellung zu kompensieren.

Im übrigen geht sowohl aus Fig. 1 als auch aus anderen der Figuren hervor, dass man das gleiche Resultat dadurch erzielen kann, dass man die Scheibe 7 festhält und lediglich eine Axialbewegung dieser Scheibe zulässt, wenn die Schaufeln verstellt werden sollen. In diesem Fall drehen sich die Zapfen 5 in der Rille 6, und man muss die erforderlichen friktionsreduzierenden Massnahmen treffen, d.h. beispielsweise Rollen verwenden.

Fig. 15 veranschaulicht eine Ausführungsform eines 2-stufigen Gebläses mit zwei Rädern 33 und 34» ^{die an} einer ihnen gemeinsamen, kurzen Hohlwelle 35 befestigt sind.

Eine nicht gezeichnete Antriebswelle ist mit dem Rad 33. verbunden und treibt dieses Rad an,.welches wiederum über eine Welle 35 das zweite Rad 34 antreibt, so wie es allgemein bekannt ist.

Der Einstellmechanismus entspricht in den Hauptzügen dem in

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Fig. 1 gezeigten. Die verschiebbare und.drehbare Einstellwelle ist zentral im Rad 34 in einem Lager 36, das am'Ende der Hohlwelle 35 angeordnet ist, und ausserdem in einem ausserhalb des Rades angeordneten, feststehenden Lager 37 gelagert, das so gegen die geometrische Achse der Welle 3-5 verschoben ist, dass die Welle 8 schräg liegt.

Die Welle S erstreckt sich weiter bis zur Mitte der Hohlwelle 35, wo sie durch ein Kardangelenk 38 mit einer weiteren Welle verbunden ist, die symmetrisch mit der Welle 8 in einem am entgegengesetzten Ende der Hohlwelle 35 befindlichen Lager 40 gelagert ist, so dass die Welle 39 mit der Achse der Welle 35 den gleichen Winkel bildet wie die Welle 8, nur zur entgegengesetzten Seite. Die durch das Kardangelenk 38 miteinander verbundenen Wollen 8 und 39 bilden somit eine den beiden Rädern gemeinsame Sinstellwelle.

Die Grosse des Winkels zwischen der Antriebswelle und der Einstellwelle oder die Grosse ihrer Parallelversetzung, wie z.B. bei der Ausführungsform nach Fig. 9, ist zwecks Erzielens des bestmöglichen Resultats, wie der gegebenen näheren Erklärung der Wirkung zu entnehmen ist, ausser von der Grosse des Rades und der Anzahl der Schaufeln auch abhängig von der elastischen Verformung bei der Betätigung der exzentrisch angebrachten Organe durch das Stellorgan. Diese Verformung ist sehr geringfügig und kann daher durch zufällige Änderungen der Abmessungen innerhalb der normalerweise üblichen Fertigungstoleranzen ganz erheblich geändert werden. Aus diesem Grunde ist es zweckmässig, dass der Winkel oder die Parallelversetzung verstellbar ist, i/as sich auf beliebige, geeignete Weise z.B. bei einer Ausführungsform erreichen lässt, bei der man sich einer Lagerung in einer exzentrischen Buchse bedient, und zwar dadurch, dass die Buchse eine Doppelbuchse ist, die aus zwei exzentrischen Buchsen zusammengesetzt ist, welche sich zwecks Erzielens der Verstellbarkeit relativ zueinander drehen lassen.

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Claims (10)

1.) Axialgebläse, dessen Schaufelrad mit während des Betrie-)es verstellbaren Schaufeln versehen ist, deren Wellen in der Nabe des Schaufelrades drehbar gelagert und jeweils mit einem exzentrisch angeordneten Organ versehen sind, das unter der Einwirkung eines gemeinsamen Stellorgans steht, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellorgan (7) so ausgebildet und angebracht ist, dass das genannte, exzentrisch angebrachte Organ (5) jeder Schaufel (3) während einer Stellbewegung nur während eines Teiles jeder Umdrehung des Schaufelrades unter der Einwirkung des Stellorgans (7) steht, und zwar in einer solchen Weise, dass während einer Stellbewegung jeweils höchstens die gesamte Anzahl Schaufeln minus einer Schaufel und wenigstens eine Schaufel allein unter der Einwirkung der Stellkraft steht.

2. Axialgebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diejenigen Punkte des Stellorgans (7), die mit den exzentrisch angebrachten Organen (5) in Berührung kommen, auf einer Ebene liegen, die mit einer rechtwinklig zur Rotationsachse des Schaufelrades verlaufenden Ebene einen kleinen Winkel bildet.

3. Axialgebläse nach Anspruch 1, bei dem die Einstellbewegung für das Stellorgan eine Winkeldrehung um die Achse dieses Organs ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse des Stellorgans (7) parallel zur Achse des Schaufelrades verläuft und um einen kleinen Abstand gegen diese versetzt ist.

4. Axialgebläse nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch ^ekennzeichnet. dass das Stellorgan (7) so ausgebildet ist, dass alle diejenigen Punkte dieses Organs, die bei einem Verstellen in der einen Richtung abwechselnd die genannten, exzentrisch angebrachten Organe (5) berühren, sich bei fehlender Stellbewegung in gleichem Abstand vom betreffenden Organ (5) befinden wie der diametral gegenüberliegende der bei einem Verstellen in entgegengesetzter Richtung in Berührung kommenden Punkte vom diametral gegenüberliegenden Organ (5) entfernt liegt.

5. Axialgebläse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen einer Ebene durch die beim Verstellen in der einen Richtung wirksamen Punkte und einer Ebene durch die

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beim Verstellen in der entgegengesetzten Richtung wirksamen Punkte so klein ist, dass sich auch in demjenigen Zustand, in dem keine Stellbewegung erfolgt, zwei diametral gegenüberliegende Punkte in jeweils einer der Ebenen in Kontakt mit je einem der betreffenden Organe (5) befinden*

6. Axialgebläse nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, bei dem . das Stellorgan verschiebbar ist und mit dem Schaufelrad rotiert, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellorgan (7) drehbar und verschiebbar auf einer feststehenden Welle (Ö) gelagert ist, die in zwei.in der Radnabe (1) vorgesehenen Lagern (25 und 26) geführt ist, von denen wenigstens das eine (26) in bezug auf die Antriebswelle (2) des Rades exzentrisch sitzt.

7· Axialgebläse nach Anspruch 1, 2, 4 oder 5, bei dem das Stellorgan mit dem Schaufelrad rotiert und mit einer verschiebbaren Einstellstange verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellstange (Ö) auf der von de* Antriebswelle (2) abgekehrten Seite der Nabe (1) in einem Gleitlager (20) mit der Antriebswelle (2) fluchtend und gegen Drehung abgesichert gelagert ist und dass deren Ende im Inneren der Nabe (1) mit einem exzentrischen Zapfen (24) versehen ist, auf dem das Stellorgan (7) mit einem sphärischen Lager (23 gelagert ist, und dass das Stellorgan (7) auf einer mit der Radnabe (1) fest verbundenen, koaxial angebrachten Buchse (22) mit Hilfe eines Gleitlagers (21) mit abgerundeter inwendiger La^erflache gelagert ist, deren Durchmesser von beiden Seiten des Lagers nach innen hin abnimmt.

S. Axialgebläse nach Anspruch 1, 2, 4 oder 5, bei dem das Stellorgan mit dem Schaufelrad" rotiert und mit Hilfe einer Einstellstange verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet« dass das Stellorgan fest mit der Einstellstange (Ö) verbunden ist, die in zwei Lagern (29 und 32) in der Nabe (l) gelagert ist, von denen das eine (29) in bezug auf die Antriebswelle (2) zentral angebracht ist, während das andere auf der der Antriebswelle (2) abgekehrten Seite angeordnet ist und aus einem Innenlager (32) und einem Aussenlager (30) besteht, von denen das Aussenlager (30) zentral in der Nabe (1) angebracht und mit Hilfe einer feststehenden Buchse (31) mit exzentrischer Bohrung mit dem Innenlager (32) verbunden ist.

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9« Axialgebläse nach Anspruch 1, 2, 4 oder 5 mit zwei auf einer gemeinsamen Hohlwelle angebrachten Schaufelrädern, deren Stellorgane an einer Einstellstange fest angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellstange aus zwei mit Hilfe eines Kardangelenks (3&), das sich zwischen den Schaufelrädern (33 und 34) in der Hohlwelle (35) befindet, miteinander verbundenen Wellen (ß und 39) besteht, dass in jedem der Schaufelräder ein zentral angeordnetes Lager (36 bzw. 40) angebracht ist und dass der eine Teil (39) der Stange allein im einen dieser Lager (40), während der andere Teil (Ö) der Stange sowohl im anderen Lager (36) als auch in einem exzentrisch angebrachten Lager (37) gelagert ist.

10. Axialgebläse nach einem oder mehreren der Ansprüche 2-9, dadurch gekennzeichnet _t dass der Winkel oder die Parallelversetzung der Einstellwelle [B) in bezug auf die Antriebswelle (2) verstellbar ist.

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L e e r s e i t e