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Vorrichtung zum Verstellen von Turbinenleitschaufeln od. dgl.
Während früher die Servomotoren zum Verstellen der Turbinenleitschaufeln meist ausserhalb des Re- gelringes der Leitschaufeln in Aussparungen des Turbinenschachtes befestigt waren, geht in neuerer Zeit das Bestreben dahin, die erforderlichen Verstellkräfte als innere Kräfte der Turbine wirken zu lassen, und es müssen daher die Servomotoren an einem hiefür geeigneten Teil der Turbine selbst befestigt werden.
Es sind bereits sogenannte Ringservomotoren bekannt, die unmittelbar auf dem Turbinendeckel angeord- net sind, die aber grössere Anforderungen an die Herstellung stellen, weil gekrümmte Kolbenbahnen be- deutende Fertigungsschwierigkeiten bereiten. Es sind auch schon Vorrichtungen zum Verstellen von Tur- binenleitschaufeln od. dgl. mit wenigstens einem am Turbinendeckel befestigten, geradachsigen Servo- motor bekannt, dessen hydraulisch beaufschlagter Kolben mit dem Regelring der Leitschaufeln verbunden ist.
Da der Angriffspunkt am Regelring bei der Verstellung eine Kreisbewegung vollführt, während der Kolben eines geradachsigen Servomotors selbstverständlich eine geradlinige Bewegung beschreibt, ist eine unmittelbare Verbindung des Servomotorkolbens mit dem Regelring der Leitschaufeln bisher nicht möglich gewesen, und es mussten vielmehr gelenkig angeschlossene Verbindungslaschen, kurbelstangenartige Elemente od. dgl. mit erhöhtem Raumbedarf und zum Teil ungünstigen Kraftübertragungsverhältnissen vorgesehen werden.
Zweck der Erfindung ist die Beseitigung dieser Mängel und die Schaffung einer Vorrichtung zum Verstellen von T. urbinenleitschaufeln od. dgl., die bei verhältnismässig einfacher Konstruktion und geringem Raumbedarf sowie günstiger Kraftübertragung die Anwendung geradachsiger, am Turbinendeckel befestigter Servomotoren ermöglicht.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zeichnet sich im wesentlichen durch einen mit exzentrisch zueinander liegenden Absätzen einerseits im Servomotorkolben, anderseits im Regelring bzw. in einem starren Arm od. dgl. des Regelringes drehbar gelagerten Verbindungsbolzen aus, der ein mit einer zweckmä- ssig am Turbinendeckel befestigten Zahnstange kämmendes Zahnsegment zur Bolzenverdrehung während der Kolbenverschiebung aufweist. Durch die Verdrehung des exzentrischen Verbindungsbolzens wird der Unterschied zwischen der Kreisbewegung des Regelringes und der geradlinigen Kolbenverschiebung mit grosser Annäherung ausgeglichen, so dass nunmehr die unmittelbare Verbindung des Servomotorkolbens mit dem Regelring bzw. einem starren Arm von diesem ermöglicht ist und sich ungünstige Zwischenglieder erübrigen.
Während der Kolbenbewegung beschreibt die Achse der im Regelring bzw. in dessen Arm gelagerten exzentrischen Bolzenabsätze zufblge der Bolzenverdrehung eine Zykloide, die bei entsprechender Wahl der Exzentrizität und der Verzahnung mit dem exakten Kreisbogen, den die Lageraugen beschreiben, weitgehend übereinstimmt. Sollten sich bei grösserem Kolbenhub des Servomotors bzw. bei
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die Zahnstange eine gekrümmte oder stufenartige Form erhält (letztere dann, wenn das Zahnsegment zwei oder drei abgestufte Teilkreisbögen aufweist). Um die am Regelring örtlich angreifenden Verstellkräfte zu verringern und den Regelring selbst schwächer ausbilden zu können, ist es selbstverständlich möglich, zwei oder mehrere Servomotoren in gleichmässiger Winkelverteilung am Turbinendeckel anzuordnen.
Eine besonders einfache und zweckmässige Konstruktion wird dadurch erreicht, dass der Servomotor in an sich bekannter Weise aus zwei einander gleichachsig gegenüberliegenden, einfach wirkenden Zy-
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lindem und einem gemeinsamen Doppelkolben besteht, wobei der Verbindungsbolzen in der Kolbenmitte angeordnet ist und der starre Arm des Regelringes je ein Lagerauge ober-und unterhalb des Kolbens für den Verbindungsbolzen bildet.
In der Zeichnung ist als Beispiel eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes dargestellt, u. zw. zeigen Fig. 1 eine Draufsicht auf den Turbinendeckel mit dem Regelring und Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie lI-lI der Fig. 1 im grösseren Massstab.
Mit 1 ist der Turbinendeckel bezeichnet, auf dem vier geradachsige Servomotoren befestigt sind.
Jeder Servomotor besteht aus zwei einander gleichachsig gegenüberliegenden, einfach wirkenden Zylindem 2 und einem gemeinsamen, von der einen oder andern Seite hydraulisch beaufschlagbaren Doppelkolben 3. Der Regelring 4 der Turbinenleitschaufeln weist zur Verbindung mit den Kolben 3 einwärts gerichtete, starre Arme 5 auf, die ober-und unterhalb der Kolben 3 je ein Lagerauge 6 bilden.
Der Verbindungsbolzen 7 ist mit seinem Mittelteil 8 im Kolben 3 und mit gleichachsigen, jedoch zum Mittelteil 8 exzentrisch liegenden Absätzen 9 in den Lageraugen 6 der Arme 5 drehbar gelagert. An einem zum Mittelteil 8 konzentrischen Endzapfen 10 ist ein Zahnsegment 11 angeklemmt, das mit einer am Turbinendeckel 1 angeschraubten Zahnstange 12 kämmt. Wird der Kolben 3 in der einen oder andem Richtung verschoben, so hat dies durch die Anordnung von Zahnsegment und Zahnstange eine Verdrehung des Verbindungsbolzens 7 zur Folge, so dass die Achse der Absätze 9 bzw. Lageraugen 6 eine Zyklölde beschreibt, die mit dem zum Regelring 4 konzentrischen Kreisbogen, den die Lageraugen 6 durchlaufen, mit hinreichender Genauigkeit übereinstimmt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zum Verstellen von Turbinenleitschaufeln od. dgl. mit wenigstens einem am Turbinendeckel befestigten, geradachsigen Servomotor, dessen hydraulisch beaufschlagter Kolben mit dem Regelring der Leitschaufeln verbunden ist, gekennzeichnet durch einen mit exzentrisch zueinander liegenden Absätzen (8,9) einerseits im Servomotorkolben (3), anderseits im Regelring (4) bzw. in einem starren Arm (5) od. dgl. des Regelringes drehbar gelagerten Verbindungsbolzen (7), der ein mit einer zweckmässig am Turbinendeckel (1) befestigten Zahnstange (12) kämmendes Zahnsegment (11) zur Bolzenvercrehung während der Kolbenverschiebung aufweist.