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Führungs- und Antriebsvorrichtung für einen Mantelschieber
Die Erfindung betrifft eine Führungs-und Antriebsvorrichtung für einen Mantelschieber, die eine Axialverstellung des Mantels sichert, wobei sie ihm eine schraubenförmige Bewegung erteilt und die eine seitliche Führung enthält. Diese Vorrichtung ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens drei auf den Umfang des Mantels verteilte Arme gleicher Länge aufweist, wobei jeder Arm in gleicher Weise durch eines seiner Enden gelenkig mit dem Mantel verbunden ist und durch sein anderes Ende mit einem festen Punkt, der winkelmässig mit Bezug auf den Gelenkpunkt am Mantel versetzt ist, um dem Mantel selbst eine parallele und zu seiner Achse konzentrische Bewegung zu erteilen.
In der Zeichnung, die schematisch und als Ausführungsbeispiel eine Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung zeigt, sind : Fig. 1 eine schematische Ansicht, die eine hydraulische Turbine darstellt, welche mit einem Mantelschieber versehen ist, und Fig. 2 eine schematische Ansicht, die die Wirkung dieses Mantelschiebers erläutert.
Die in Fig. 1 gezeigte hydraulische Maschine ist eine Francisturbine, die ein an dem Ende einer senkrechten Welle 2 befestigtes Rad 1 enthält. Dieses Rad 1 wird mit Wasser aus einem Spiralgehäuse 3 gespeist, welches in seinem Mittelteil mit einer Reihe von feststehenden Führungsschaufeln 4 versehen ist. Ein Kranz von verstellbaren Schaufeln 5 reguliert die Wassermenge, die die Turbine speist. Diese hydraulische Maschine ist ausserdem mit einem Mantelschieber 6 versehen, der in Fig. 1 in geöffneter Stellung gezeigt ist. Der Mantel 6 dieses Schiebers kann axial in dem Zwischenraum 7 verstellt werden, der zwischen den Führungsschaufeln 4 und. den Schaufeln 5 vorhanden ist. Dieser Mantelschieber 6 wird vorzugsweise durch einen oder mehrere Servomotoren 8 angetrieben. Er ist dafür bestimmt, die Turbine 1 trockenzulegen, z.
B. für den Fall, wenn sie geprüft werden muss. Dieser Mantelschieber 6 wird also nicht für die Mengenregulierung benutzt, da diese Funktion den verstellbaren Schaufeln 5 zukommt, deren Stellung durch einen Ring 9 gesteuert wird.
Die Auslassränder 10 der Führungsschaufeln 4 bilden in irgendeiner Weise eine seitliche Führungsvorrichtung, welche eine Axialverschiebung des Mantels 6 sichert. Die Mantelachse stimmt mit der Achse der Welle 2 der Turbine überein. Dieser Führungsmechanismus ist in Fig. 2 rein schematisch gezeigt, wo er durch drei Streben 4 dargestellt ist. Diese Seitenführungsvorrichtung könnte auch durch irgendwelche andere von den Streben 4 unabhängige Rippen gebildet sein.
Auf den Umfang des Mantels 6 sind mindestens drei Arme 11 von gleicher Länge verteilt. Jeder Arm 11 ist in gleicher Weise durch eines seiner Enden an dem Mantel 6 bei 12 angelenkt und durch sein anderes Ende an einem festen Punkt 13, der winkelmässig mit Bezug auf den diesbezüglichen Punkt 12 versetzt ist. Diese Arme 11 sichern eine Führung des Mantels 6 parallel zu ihm selbst bei seinen axialen Verstellungen, wobei gleichzeitig eine schraubenförmige Bewegung des Mantels 6 um seine Achse erzeugt wird. Tatsächlich wirkt diese Anordnung der an dem Mantel 6 gelenkigen Arme 11 nach dem gleichen Prinzip wie dasjenige von deformierbaren Parallelogrammen. Die Gelenkstellen 12 und 13 müssen Universalgelenke sein, um den Armen 11 und dem Mantel 6 im Verlauf seiner Axialverschiebung jede Bewegungsfreiheit zu gestatten.
Eine Antriebsvorrichtung, die zur Verwendung bei diesem Mantelschieber geeignet ist, ist in Fig. 2 dargestellt. Nach diesem Beispiel ist jeder Arm 11 über ein im Bereich zwischen den Punkten 12 und 13 gelegenes Gelenk 14 mit einer Schubstange 15 verbunden. Da bere Ende dieser Schubstange 15 ist durch
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ein Gelenk 16 gelenkig mit einem Kolben 17 eines Antriebsservomotors 18 für den Mantel 6 verbunden.
Leitungen 19 und 20 sichern die Druckfluidumspeisung des Zylinders 21, in welchem der Kolben 17 des Servomotors gleitet. In dem dargestellten Beispiel liegt der Gelenkpunkt 14 ausserhalb der Linie, die die Gelenkpunkte 12 und 13 verbindet. Dieses Gelenk 14 sichert die Lage des Armes 11 und der Schubstange 15 in einer Ebene.
Die gestrichelten Linien in Fig. 2 zeigen den Mantel 6 in der Schliessstellung. Man sieht, dass die dargestellte Anordnung des Servomotors 18 mit Bezug auf die Arme 11 eine Vervielfachung der Klemmkraft gestattet, die in der Schliessstellung auf den Mantel 6 wirkt, wobei diese Verstärkung der Schliesskraft auf den Mantel 6 dann wirkt, wenn der Gelenkpunkt 12 seine Stellung 12a erreicht, wodurch eine vollkommene Abdichtung des Schiebers durch den Druck des Mantels 6 gegen die Dichtung 22 garantiert wird.
Die Anbringung eines Servomotors 18 an einem der Arme 11, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, ist selbstverständlich an jedem beliebigen Arm 11 der Führungsvorrichtung möglich. Jedenfalls könnte der Antrieb des Mantels 6 auch dadurch erfolgen, dass man einen oder mehrere Servomotoren 18 direkt auf den Mantel 6 wirken lässt.
Drei Arme 11. die in Fig. 2 dargestellt sind, sind die Minimalzahl die vorgesehen werden muss, um eine Parallelverschiebung des Mantels 6 zu sich selbst zu sichern. Natürlich könnte in einer Abwandlung diese Zahl der Arme 11 erhöht werden.
Der Winkel, den jeder Arm 11 in Draufsicht mit Bezug auf den durch den Mantel 6 dargestellten Kreis bildet, muss so gewählt werden, dass der Arm 11 in keiner seiner Arbeitsstellungen radial zur Achse des Mantels 6 steht.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Führungs- und Antriebsvorrichtung für einen Mantelschieber, die eine Axialverstellung des Mantels sichert, wobei ihm eine schraubenförmige Bewegung erteilt wird, und die eine seitliche Führung enthält, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens drei Arme (11) gleicher Länge aufweist, cm, auf den Umfang des Mantels (6) verteilt sind, wobei ein Ende jedes Armes (11) in gleicher Weise an dem Mantel (6) und das andere Ende an einem festen Punkt (13) angelenkt ist, der mit Bezug auf den Gelenkpunkt (12) am Mantel (6) winkelmässig versetzt ist.