DE972992C - Einrichtung zur Zufuehrung von Druckoel zu dem in der Hohlwelle von Kaplanturbinen oder Verstellpropellern angeordneten hydraulischen Servomotor fuer die Laufradschaufelverstellung - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Zuführung von Drucköl zu dem in der Hohlwelle von Kaplanturbinen oder Verstellpropellern angeordneten hydraulischen Servomotor für die Laufradschaufelverstellung Bei Flügelradturbinen, Verstellpropellern u. dgl. werden die Servomotoren, die zum Verstellen der Flügel dienen, mit der Welle, die das Flügelrad bzw. den Propeller trägt, fest verbunden und laufen mit dieser Welle um. Das zum Bewegen des Servomotorkolbens dienende Drucköl wird dabei dem Servomotor durch ein zur Welle konzentrisch laufendes Rohr bzw. eine Bohrung in der Welle zugeleitet und durch ein weiteres konzentrisches Rohr bzw. eine weitere Wellenbohrung wieder abgeleitet. Die dem Flügelrad abgekehrten Enden dieser Ölleitungen münden in je eine Kammer eines sogenannten Ölzuführungsbockes, der am oberen Ende der rotierenden Welle-feststehend, also gegen Verdrehung gesichert gelagert ist.
• Außerdem sind für diesen Zweck Ölzuführungshülsen bekanntgeworden, die wie ein Lager um die Welle herumgelegt sind und die in der Lagerfläche zwei Ringkammern mit nach außen führenden Anschlußstutzen aufweisen. Durch Kanäle in der von der Ölzuführungshülse umschlossenen Welle stehen die Ringkammern mit der einen oder anderen Seite des Servomotors in Verbindung. Die Dichtung zwischen den beiden feststehenden Kammern und den mit der Welle rotierenden Ölleitungen erfolgt durch lange Radialspalte konstanter Spaltbreite. Das durch die Spalte hindurchtretende Lecköl dient dabei zur Schmierung der Dichtungs- und Lagerstellen, also zur Verhinderung einer unzulässigen Erwärmung dieser Stellen.
• Diese allgemein üblichen Ausführungen haben den Nachteil, daß bei gewissen Betriebszuständen, bei denen der Öldruck in einer der Ölzuführungskammern bis auf Null absinkt, das Lecköl nicht mehr ausreicht, um eine unzulässige Erwärmung der Dichtungs- und Lagerstellen zu verhindern. Die Erfindung gibt eine Lösung an, die diesen Nachteil vermeidet. Sie besteht in dem Vorschlag, daß die Hülse in an sich bekannter Weise auf der Welle befestigt und in der Hülse für jede Ölzuführungskammer (Zu- und Ableitung) ein radial nach außen offener, zwei im wesentlichen achssenkrechte Stirnflächen aufweisender Ringraum gebildet wird, der in gleichfalls an sich bekannter Weise durch zwei nicht umlaufende, axial federnd angeordnete, ebenfalls im wesentlichen achssenkrechte Stirnflächen aufweisende Ringwände und diese verbindende Mittel nach außen abgeschlossen wird, wobei die Federungseigenschaften so gewählt sind, daß bei nachlassendem Öldruck die Breite der zwischen den Stirnflächen der Ölzuführungshülse und den Stirnflächen der Ringwände gebildeten Spalte sich vergrößert.
• Bei einer solchen Ausführung der Ölzuführungskammern werden bei hohem Öldruck die Wände der Kammer in Achsrichtung auseinandergepreßt, und die Dichtungsspalte werden sehr eng, wobei jedoch dem hohen Öldruck entsprechend noch genügend Öl durch die Spalte hindurchtreten kann, um die Schmierung der Gleitflächen zu gewährleisten. Beim Nachlassen des Öldruckes dagegen oder mindestens beim Abfallen des Öldruckes auf einen bestimmten Mindestwert oder gar auf Null federn die Ringwände auf Grund der ihnen innewohnenden Elastizität zusammen und vergrößern so die Spalte, so daß auch bei niederem Öldruck genügend Schmieröl hindurchtreten kann bzw. daß beim Ausbleiben des Öles durch genügende Vergrößerung des Spaltes ein Heißlaufen nicht befürchtet zu werden braucht.
• In besonderer Ausbildung der Erfindung werden die Ringwände durch eine dünne und elastische, etwa ringwulstförmige, aus Metall hergestellte Außenwand verbunden, die mit den Ringwänden aus einem Stück bestehen kann. Auch die bei Dehnungsausgleichern sonst verwendeten Bauformen, wie Dehnungslinsen, Wellrohrverbindungen u. dgl., können hier Anwendung finden. Um die erforderliche Elastizität zu erreichen, kann natürlich auch ein elastischer Werkstoff, wie Gummi u. dgl., herangezogen werden.
• Es ist an sich bei Wellenabdichtungen bekannt, den Dichtungsspalt axial anzuordnen; außerdem ist es auch bekannt, Dichtungsmanschetten bei Wellendichtungen durch den Druck der abzudichtenden Flüssigkeit oder durch die Zuführung eines fremden Druckmittels zwischen zwei eine Kammer bildende Dichtungsmanschetten an die Dichtungsfläche anzupressen. Alle diese Ausführungen bezwecken aber lediglich eine besonders zuverlässige Dichtung gegen hohen Druck oder aber bei Verwendung eines fremden Druckmittels eine Dichtung, die nur im Stillstand der betreffenden Maschine wirksam ist, nicht aber eine Regelung der Breite des Dichtungsspaltes in Abhängigkeit vom Innendruck, wie dies gemäß der Erfindung für Ölzuführungskammern vorgesehen ist.
• Ein älterer Vorschlag betrifft zwar bereits eine Einrichtung zur Zuführung eines Druckmittels von einem feststehenden Gehäuse in eine umlaufende Hohlwelle, bei der das Zuführungsgehäuse federnde Seitenwände aufweist, um je nach der Größe des Anpreßdruckes eine unterschiedliche Reibung zu erhalten. Diese Einrichtung dient aber für eine ganz andere Aufgabe, nämlich für die Druckluftzuführung zu druckluftbetätigten Reibungskupplungen.
• Die Erfindung ist in der Zeichnung mit zwei Ausführungsbeispielen dargestellt. Die Abb. i zeigt zwei Ölzuführungskammern i und 2 auf der Welle 3 einer Kaplanturbine. Die Ölzuführungskammern stehen über die Anschlußstutzen q. und 5 mit der Ölzuleitung in Verbindung und leiten das Drucköl durch die Bohrungen 6 und 7 in der Welle zu den beiden Seiten des Servomotorkolbens. Die Ölzuführungskammern bestehen j e aus zwei kräftigen Ringwänden 8 und 9 und der diese beiden miteinander verbindenden, einen Ringwulst bildenden dünnen Außenwand io. Wie ersichtlich, weisen die Ölzuführungskammern auf einem kurzen Stück radiale Spalte ii und auf einem größeren Stück axiale Spalte 12 auf. Die Wand io ist so elastisch, daß die beiden Wände 8 und 9 unter hohem Innendruck auseinanderfedern und sehr enge Spalte 12 einstellen. Beim Nachlassen des Druckes in der Ölkammer federn die Wände 8 und 9 wieder zurück und stellen einen größeren Spalt ein, so daß auch bei geringem Öldruck genügend Öl zur Schmierung der Gleitflächen durchtreten kann. Sinkt der Öldruck in der Kammer auf Null ab, so stellt sich ein so großer Spalt ein, daß die Gleitflächen auch ohne Schmierung nicht heißlaufen. Die Spalte ii sind so groß gewählt, daß sie für alle Betriebszustände ausreichend groß sind und die Gefahr des Heißlaufens dort nicht besteht. Die Anschlußrohre 13 für die Zuführungsstutzen q. und 5 zu den Kammern i und 2 sind mittels Stopfbüchsen 14 und Dehnungsausgleicher 15 durch das feststehende Gehäuse 16 hindurchgeführt. Die Zuführungsstutzen können auch durch elastische Rohre an die Ölzuleitungsrohre angeschlossen werden.
• In Abb. 2 ist noch eine weitere Ausführung gezeigt. Hier ist die Kammer so ausgebildet, daß die Dichtungsflächen 17 mit axialem Spalt auf einem Kegelmantel liegen, dessen Spitze 18 auf der Achse liegt. Hierdurch wird erreicht, daß der Dichtungsspalt bei jedem vorkommenden Innendruck von innen bis außen jeweils annähernd gleiche Breite aufweist. Die Verbindung der beiden Stirnwände 8 und 9 ist hier mittels einer Art Dehnungslinse i9 ausgeführt.

Claims (5)

1. PATENTANSPRt'CHE: i. Einrichtung zur Zuführung von Drucköl von einem feststehenden Gehäuse zu dem in der Hohlwelle von Kaplanturbinen oder Verstellpropellern angeordneten und zur Laufradschaufelverstellung dienenden hydraulischen Servomotor mittels die Welle ringförmig umgebender, feststehender Ölzuführungskammern, die in einer die Welle umgebenden Hülse angeördnet sind und einerseits mit einer Druckölquelle und andererseits über radiale Bohrungen der Hohlwelle mit den Ölleitungen zum Servomotor in Verbindungen stehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse in an sich bekannter Weise auf der Welle befestigt ist und daß in der Hülse für jede Kammer (i, 2) je ein radial nach außen offener, zwei im wesentlichen achssenkrechte Stirnflächen aufweisender Ringraum vorgesehen ist, der in an sich gleichfalls bekannter Weise durch zwei nicht umlaufende, axial federnd angeordnete, ebenfalls im wesentlichen achssenkrechte Stirnflächen aufweisende Ringwände (8, 9) und diese Ringwände verbindende Mittel (io, i9) nach außen abgeschlossen ist, und daß die Federungseigenschaften so gewählt sind, daß bei nachlassendem Öldruck die Breite der zwischen den Stirnflächen der Ölzuführungshülse und den Stirnflächen der Ringwände (8, 9) gebildeten Spalte (i2, 12) sich vergrößert.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die die beiden Ringwände (8, 9) verbindende Außenwand (io) elastisch ausgebildet ist.
3. 3. Einrichtung nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Außenwand (io) einen im Querschnitt halbkreisförmigen Ringwulst bildet, der mit den Ringwänden (8, 9) aus einem Stück besteht oder mit diesen verschweißt oder verschraubt ist.
4. 4. Einrichtung nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen (i7) der Hülse und der Ringwände auf Kegelflächen mit nicht ganz 18o° Kegelwinkel und in der Wellenachse liegender Kegelspitze (i8) liegen.
5. 5. Einrichtung nach den Ansprüchen i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölzuführungskammern über elastische Rohre od. dgl. an die Druckölquelle angeschlossen sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 730 762; schweizerische Patentschrift Nr. 170 547. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 9i7 464.