DE2341583A1

DE2341583A1 - Steuervorrichtung zum antrieb eines steuerventiles

Info

Publication number: DE2341583A1
Application number: DE19732341583
Authority: DE
Inventors: Keith Brownlie
Original assignee: Stone Manganese Marine Ltd
Current assignee: Stone Manganese Marine Ltd
Priority date: 1972-09-04
Filing date: 1973-08-17
Publication date: 1974-03-14
Also published as: GB1406834A; JPS4968311A; FR2198078A1; NO134144C; JPS5341809B2; FR2198078B1; ES415915A1; NL7309597A; BR7305169D0; NO134144B

Description

"Steuervorrichtung zum Antrieb eines Steuerventiles"

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung zum Antrieb eines mit einer rotierenden Welle zusammengebauten Steuerventiles durch einen an die Welle gebundenen Antriebsmechanismus. Insbesondere ist dabei an den Antrieb eines Steuerventiles für die Rotornabe von Schiffsschrauben, Turbinen oder Pumpen od. dgl. gedacht, die/ihrer Neigung verstellbare Plügelblätter aufweisen und bei denen die Stellkraft für das Verdrehen und Einrichten der Neigung der Flügelblätter aus einem oder aus mehreren hydraulisch betriebenen Kolben-Stellmotoren herrührt, die entweder in der Rotornabe oder in der Welle angeordnet sind, so daß der Stellmotor und das Steuerventil zusammen mit der Welle rotieren. Bei derartigen Anordnungen ist es bekannt, daß das in der Rotornabe oder in der Welle gelegene Steuerventil einen begrenzten axialen Hub durchführen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Steuervorrichtung der eingangs genannten Art so aufzubauen, daß sie einerseits betriebssicher arbeitet und anderer-

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seits auch nach eventuellem Ausfall der Hydraulikversorgung nicht zwangsläufig zum Totalausfall' des gesamten Mechanismus des Verstelipropellers führt. Zur Lösung dieser Aufgabe wird von einer Steuervorrichtung in Form eines längs der Welle verschiebbaren Steuerringes ausgegangen, der dazu dient, das Steuerventil axial zu bewegen. Dazu ist ein solcher Steuerring so um die Welle herumgelegt, daß er einerseits mit der Welle umläuft und andererseits gleichzeitig axial längs der Welle verschiebbar ist, wozu an ihm ' eine Längsdruckvorrichtung angreift, die selbst nicht mit dem Steuerring bzw. der Welle umläuft.

Eine solche Längsdruckvorrichtung kann zweckmäßiger-

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wexse von y bei solchen Steuervorrichtungen vorhandenen ölübertragungsgehäuse gehaltert sein, das seinerseits an der Welle montiert ist und ebenfalls nicht mit ihr umläuft. Um ihren Zweck zu erfüllen, darf eine solche Steuervorrichtung aber nicht kompliziert aufgebaut sein und eine große Anzahl störanfälliger Einzelteile mit vielfältiger Kraftübertragung zwischen-einander aufweisen. Vielmehr liegt es im Rahmen der Aufgabe zur vorliegenden Erfindung, eine solche Steuervorrichtung so zu gestalten, daß sie hinsichtlich ihres Aufbaues unproblematisch und betriebssicher ist und auch nach Ausfall der Hydraulikversorgung noch zum Ausüben eines Längsdruckes auf das Steuerventil und damit zum Einstellen einer Flügelblattneigung verwendbar ist, damit beispielsweise ein Schiff mit derartigem Verstellpropeller nicht manövrierunfähig wird.

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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Antriebsmechanismus einen koaxial um die Welle angeordneten Steuerring aufweist, der längs der Welle mittels wenigstens zweier Längsdruckkonsolen axial verschiebbar ist, die ihrerseits durch je einen nicht rotierend außerhalb der Welle angeordneten Servomotor verschiebbar sind.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsbeisp.iel der Er findung besteht jeder Servomotor aus einem Zylinder und Kolben mit Kolbenstange, die sich möglichst dicht und parallel zur Welle längs dieser erstreckt; jeder Servomotor wirkt auf die ihm zugeordnete Längsdruckkonsole ein, so daß der Steuerring mittels der Servomotoren über die Längsdruckkonsolen axial längs- der Welle verschiebbar ist und dabei über das in der Welle angeordnete Steuerventil die Flügelblattneigung beeinflußt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen in Verbindung mit der nachstehenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles. Es zeigt:

Fig. 1 eine teilweise geschnitten dargestellte Seitenansicht eines ölübertragungskastens mit der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung,

Fig. 2 einen Querschnitt längs der Schnittlinie A-A in Fig. 1, und'

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Fig« j? eine Draufsicht auf die Steuervorrichtung in der Anordnung gemäß Fig, I, aber bei teilweise entferntem Gehäuse.

\^T±o aus Fig. 1' ersichtlich, verläuft dur'oh das Gehäuse des ö'lübertragungskastens für die Hydraulikzufuhr eine Welle 8c Außerhalb des Gehäuses 10 sind zwei hydraulische Servomotoren 1 angeordnet, die je einen Zylinder mit Kolben und Kolbenstange 6 aufweisen. Die Achsen der Kolben stangen 6 verlaufen parallel zur Achse der Welle 8. Die Servomotoren 1 sind so dicht bei der Welle 8 angeordnet, vjie es konstruktiv möglich ist»

Innerhalb des Gehäuses 10 ist an jeder Kobenstange 6 eine Längsdruckkonsole 2 befestigt, die von einer Füh rungsstange" 5 geführt und längs dieser verschiebbar ist, wenn ihre jeweilige Verbirdung zur Kolbenstange 6 gelöst ist. Eine Hilfsführung 12 (in Fig. 1 nur oben sichtbar) dient dazu, sicherzustellen, daß die Längsdruckkonsolen unverkantet über ihre Führungsstangen pleiten können, wenn sie" mittels "der Kolbenstangen 6 bewegt werden.

Die Welle 8 trägt einen Steuerring J, der koaxial mit der Welle 8-umläuft und dem eine begrenzte axiale Ver Schiebung entlang'"der^;-Welle? 8 möglich ist, um das Steuerventil und den sonstigen innerhalb der Welle 8 ange ordneten Verstelimeehanismüs (nicht gezeichnet) zu be tätigen. -Der Steuerring 7 weiäb entlang

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seiner Außenfläche eine ringförmige Ausnehmung auf, in die die Längsdruckkonsolen 2 eingreifen. Ein An-. steuern der Servomotoren 1 führt folglich dazu, daß der Steuerring 7 entlang der Welle 8 axial verschoben wird. Am Gehäuse Io sind Inspektions- und Zugangsöffnungen 4 vorgesehen (siehe Pig. Ij in Fig. 3 sind sie zur besseren Darstellung der wesentlichen Funktionselement fortgelassen).

Von den Servomotoren 1 wird entweder mittels Hydraulikpumpen (nicht gezeichnet), die normalerweise jene mit Hydraulikflüssigkeit versorgen, oder mittels anderer Pumpen hinreichende Kraft aufgebracht, um sowohl den Mechanismus des Steuerventüßs, als auch ,.wenn die Begrenzung dessen axialer Bewegung erreicht ist, den ebenfalls in die Welle 8 eingebauten (Haupt-) Stellmotor zu betätigen, der unmittelbar beispielsweise die Flügelblätter eines Verstellpropellers bewegt bzw. feststellt.

Bei Ausfall des Haupt-Hydrauliksysternes, z. B. eines Schiffes, kann mit einer Steuervorrichtung nach der Erfindung aber immer noch eine definierte Flügeiaattneigung vorgegeben und festgesetzt werden, so daß das Schiff manövrierfähig bleibt. Dazu wird der verschiebbare Steuerring 7 in einer der gewünschten Flügelblattneigung entsprechenden Stellung längs der Welle δ mittels eines Scherbolzens j5 &n dieser Welle drehstarr festgesetzt; diese vorgegebene Flügelblattneigung bleibt dann aufrechterhalten und es ist folglich ein Antrieb des Schiffes weiterhin möglich, obwohl

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die Servomotoren nicht mehr unter Druck stehen.

Der für das'Festsetzen des Steuerringes T an dar Welle 8

benutzte Scherbolzen 3 (bzw. mehrere solche Scher-

bolzen) ist zweckmäßigerweise so dimensioniert, daß er die vorgegebene Flügelblattneigung aufrechterhält·, ■ solange nicht eine vorbestimmte spezifische-Beähspruchung, die auf die Welle B einwirkt, überschritten wird; in letzterem Falle wird der Scherbolzen J5 abscheren, .

ohne daß dadurch weiterer Schaden entsteht;* lediglich·

ist -'ein Ersatz für diesen Scherbolzen >./hotwendig, -

was nach Entfernen der Zugangsplatte 11 (siehe Fig.2) relativ leicht zu bewerkstelligen ist.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt; sie umfaßt auch alle fachmännischen Abwandlungen sowie Teil- und Unterkombinationen der beschriebenen und/oder dargestellten Merkmale und Maßnahmen.

- Ansprüche -

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Claims

Ansprüche

il^Steuervorrichtung zum Antrieb eines mit einer rotierenden Welle zusammengebauten Stauerventiles durch einen an die Welle gebundenen Antriebsmechanismus, dadurch,gekennzeichnet, daß der Antriebsmechanismus einen koaxial um die Welle (8) angeordneten Äteuerring (7) aufweist, der längs der Welle (δ) initials wenigstens zweier Längsdruckkonsolen (2.) axial verschiebbar ist, die ihrerseits, durch je einen nicht rotierend außerhalb der Welle (8) angeordneten Servomotor, (l) verschiebbar sind.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,, daß jeder Servomotor (l) aus Zylinder und Kolben mit einer-Kolbenstange (6) besteht, die mit der Längsdruckkonsole (2) verbunden ist.und; sich parallel zu der Welle (ö) erstreckt.

35. Steuervorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch für zusätzlich zur Betätigung des Steuerventiles auch zum Betrieb eines Stellmotores hinreichend dimensionierten Servomotor (1).

h. Steuervorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerring (7) mit der Welle (δ) mittels eines Scherbolzens (3), der bei Überschreiten einer vorgegebenen Scherkraft abschert, drehstarr verbunden ist.

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