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Drehbare Laufschaufel für Wasserturbinen oder Kreiselpumpen. Bei allen
Regelvorrichtungen, die die Auf-
gabe haben, die Laufradschaufeln während!
des Betriebes der jeweiligen Beaufschlagung entsprechend zu verdrehen, macht sich
der Übelstand fühlbar, daß sich die Radschaufeln infolge der durch den Wasserdruck
verursachten Schaufelbelastung nur mit großen Kräften. verdrehen lassen. Die dadurch
bedingten kräftigen Regelgestänge sind dann schwer. in der Reguliernabe unterzubringen.
Auch müssen: die automatischen Regler für hohe Verstellkräfte gebaut werden, was
eine nicht unerhebliche -Verteuerung der ganzen Turbine bedeutet.
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Diese Nachteile lassen sich vermeiden, wenn gemäß der Erfindung wenigstens,
ein Teil der sonst als gleitende Reibung auftretenden Widerstände in rollende Reibung
verwandelt wird. Zu diesem Zwecke ist ein. um die Reguliernabe gelegter Stützring
vorgesehen, der wenigstens einen Teil der Stätzkräfte aufnimmt und durch dessen
Verdrehung die sonst gleitende Reibung in rollende Reibung verwandelt wird, wie
dies an Hand zweier Ausführungsbeispiele noch näher erläutert werden soll. Abb.
i zeigt den Vertikalschnitt durch eine Reguliernabe und zwei. Laufradschaufeln;
in der Ansicht. Die linke Nabenhälfte zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Stützringes
mit einer, zur Turbinenwelle geneigten Kraftabstützung, wogegen die rechte Nabenhälfte
einen Ring mit einer zur Turbinenwelle senkrechten Kraftabstützung zeigt. Abb.2
gibt den Grundriß des Stützringes bei geneigter Kraftabstützung mit einer darüber
gelagerten Schaufel an, der Deutlichkeit halber wurde der eigentliche Nabenkörper
weggelassen. Abb.3- zeigt in der gleichen Darstellungsweise den der linken Nabenhälfte
(Abb. i) zugehörigen Stützring mit senkrechter Kraftabstützung.
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Der auf die Schaufel wirkende Wasserdruck P (Abb. i) ruft in den Auflageflächen
des Nabenkörpers Reaktionskräfte hervor, wovon die am Schaufelschaft wirkende Kraft
durch R angedeutet ist, da die Radschaufeln symmetrisch zur Laufradachse angeordnet
sind, so läßt sich durch eine einfache Kräftezerlegung ersehen, daß sich die Horizontalkomponenten
H (Abb. i und 2) von R gegenseitig aufheben und die Vertikalkomponenten V den Stützring
y in achsialer Richtung belasten.
Dieser Achsialschub kann durch
ein Kugellager K (Abb. i) aufgefangen werden, 'wie dies die linke Nabenhälfte der
Abb. i zeigt. Wird daher die Schaufel S in der üblichen Weise verdreht, so wirken
die beiden Kegelflächen des Nabenschaftes n und des Stützringes r wie ein Reibungsgetriebe,
indem der Schaufelschaft dem Stützring eine Drehkomponente erteilt. Das gleiche
ist auch bei den übrigen Schaufeln der Fall, so daB sich der Stützring mit sämtlichen
Schaufeln gleichzeitig verdreht. In Abb.2 ist durch Pfeil i die Drehrichtung des
Ringes beim öffnen und durch Pfeil 2 beim Schließecu der Schaufeln angegeben. Da
aber die dabei zu überwindende rollende Reibung nur einen Bruchteil der sonst verursachten
gleitenden Reibung beträgt, so wird auch die zur Verdrehung der Schaufeln erforderliche
Regulierkraft erheblich verringert. Dieselbe beschränkt sich hauptsächlich auf die
Überwindung der Reibungswiderstände im Schaufeklrehzapfen s (Abb. i).
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Eine weitere Verringerung der Widerstände läBt sich erzielen, wenn
die kegelförmige Lauffläche des Stützringes durch eine zylindrische Lauffläche ersetzt
wird, wie dies in der rechten Nabenhälfte der Abb. i angegeben ist. In diesem Fall
rollt sich daher die ebene Fläche b des Nabenschaftes n auf der Zylinderfläche
a
des Stützringes r (Abb. i und 3) ab. Es läßt sich zwar bei dieser
Getriebeanordwang ein 'Gle'it'en an der Berührungsstelle nicht vollständig vermeiden,
doch sind die dadurch entstehenden Kraftverluste im Hinblick auf die sonstigen Vorteile
von keiner praktischen Bedeutung. Da in diesem. Fall die an der Berührungsstelle
auftretende Stützkraft im Wesen senkrecht zur Turbinenwelle gerichtet ist, so stützen
sich bei symmetrisch angeordneten Schaufeln diese Kräfte im Stützring theoretisch
vollständig ab. Infolge unvermeidlicher Ausführungsfehler ist ein vollständiger
Druckausgleich im Stützring nicht erzielbar, weshalb, eine einfache Lagerung desselben
in der Reguliernabe, etwa nach dem angegebenen Ausführungsbeispiel, zu empfehlen
ist. Diese Lagerung kann selbstverständlich durch Verwendung von Kugel- oder Rollenlagern
noch verbessert werden.