DE3318166A1

DE3318166A1 - Vorrichtung zur anzeige eines verdrehwinkels von lauf- und/oder leitschaufeln an stroemungsmaschinen

Info

Publication number: DE3318166A1
Application number: DE19833318166
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dipl.-Ing. 6203 Hochheim Oertel
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1983-05-19
Filing date: 1983-05-19
Publication date: 1984-11-22

Description

bu-gr t'

M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg

Aktiengesellschaft

Nürnberg, 27. September 1982

Vorrichtung zur Anzeige eines Verdrehwinkels von Lauf- und/oder Leitschaufeln an Strömungsmaschinen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Anzeige eines Verdrehwinkels von Lauf- und/ oder Leitschaufeln an Strömungsmaschinen, insbesondere Propellerpumpen, bei welchen die Schaufeln mittelbar von einem Hydraulikkolben verstellt werden, welcher mit einer Verstelleinrichtung zur Umwandlung der translatorischen Bewegung in eine Rotationsbewegung verbunden ist,

Um eine Pumpe an sich ändernde Förderbedingungen anzupassen, ist es üblich Leit- und/oder Laufschaufeln zu verstellen, Zu diesem Zweck ist es erforderlich, eine Anzeige über den Verdrehwinkel der Schaufel über Flur zur Kontrolle vorzusehen. Im allgemeinen wird dieses Problem dadurch gelöst, daß mit einem Verstellmechanismus für die Schaufeln die Anzeige mechanisch gekoppelt wird. Dies ist aber bei hy- ' draulischer Vestellung der Schaufel in der Laufradnabe selbst nicht möglich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anzeige des Verdrehwinkels von Lauf- bzw. Leitschaufeln bei in der Nabe selbst eingebautem

Verstellmechanismus so zu gestalten, daß eine mechanische Kopplung zwischen den Schaufeln und einer Anzeige über Flur nicht erforderlich ist.

Diese Aufgabe wird zum einen dadurch gelöst, daß eine Hydraulikpumpe Öl aus einem Vorratsbehälter ansaugt und über erste oder zweite Hydraulikleitungen den beiden Druckräumen des Hydraulikzylinders zuleitet und daß zur Messung des Volumenstromes des umlaufenden Öls ein Durchflußmeßgeber in

' die erste oder die zweite Hydraulikleitung

eingebaut ist, wobei der Durchflußmeßgeber als Ovalzähler ausgeführt sein kann.

Bei einer Schaufelverstellung mittels Hydraulik

genügt es, die von einer Pumpe kommende eingeschobene oder auf der Gegenseite verdrängte Hydraulikflüssigkeit zu messen, um ein Maß für die Verdrehung zu haben.

Zum anderen kann die Aufgabe auch dadurch gelöst werden, daß nach dem Verdrängerprinzip arbeitende ^=N erste und zweite Hydraulikpumpen vorgesehen

sind, daß dabei eine erste Hydraulikpumpe mit einer gleichartigen zweiten Hydraulikpumpe mechanisch parallel geschaltet wird, daß jede der Hydraulikpumpen durch Revesieren eines ' Motors den Druckräumen des Hydraulikzylinders Öl über eine erste und zweite Ölleitung zuführt, bzw. entnimmt und daß die beiden HydrOulikpumpen mit einem Umdrehungszähler verbunden sind.

Bei der Verwendung einer Hydraulik zur Schaufelverstellung in Kombination mit nach

RP 12.8845

dem Verdrängerprinzip arbeitenden Pumpen wird sogar ein Durchflußmeßgeber eingesnart, da hier die Umdrehungszahl der Pumpe für sich ein Maß für den Kolbenweg und somit den Verdrehwinkel abgibt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteransprüchen 3 und 4 entnommen werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 Hydraulisches Schaltbild für einen Ver Stellmechanismus mit Kolbenantrieb und einer Hydraulikpumpe mit nachgeschaltetem Durchflußmeßgeber

Fig. 2 Hydraulisches Schaltbild für einen Verstellmechanismus mit Kolbenantrieb und zwei Hydraulikpumpen mit Umdrehungszähler

Nach Fig. 1 wird eine hier nicht näher dargestellte mechanische Verstelleinrichtung 1 für Leit- und/oder auch Laufschaufeln von einem Hydraulikkolben 2 angetrieben, welcher axial in einem Hydraulikzylinder 3 geführt, wobei dieser in einer ebenfalls nicht näher ausgeführten Laufradnabe oder einem Leitapparat 4 angeorndet ist. Der Hydraulikkolben 2 wird von einer durch Motor 5 angetriebenen Hydraulikpumpe 6 mit Öl beaufschlagt und dadurch in die eine oder andere Richtung axial bewegt. Diese translatorische Bewegung wird in einer üblichen mechanischen Verstelleinrichtung 1 in Rotationsbewegung zur Verdrehung der Schaufeln umgesetzt. Um eine Kontrolle

über den Verdrehwinkel zu haben, ist eine Kontrolle über Flur erforderlich, die beispielsweise bei Propellerpumpen nur über ein kompliziertes, mechanisches Gestänge zu erreichen ist. Bei hydraulischem Antrieb hingegen wird vorgeschlagen, die von der Hydraulikpumpe 6 umgewälzte Ölmenge mittels eines Durchflußmeßgebers 7 zu erfassen, da der Hub des Hydraulikkolbens 2 und damit die.umgewälzte Ölmenge eine Funktion des Verdrehwinkels sind. Zur Steuerung des Hydraulikkolbens 2 sind ein erstes und zweites Drei-

/·*** wegeventil 8a, 8b vorgesehen, welche die Hydraulik

pumpe 6 über eine erste und zweite Hydraulikleitung 17a, 17b mit einem Hydraulikzylxnder verbinden, wobei die Dreiwegeventile 8a, 8b durch eine gemeinsame Welle 9 verbunden sind, so daß die Hydraulikpumpe 6 in die erste Hydraulikleitung 17a fördert und den Kolben 2 nach links bewegt, während die durch Kolben 2 verdrängte Ölmenge über das zweite Dreiwegeventil 8b in einen Vorratsbehälter 10 zurückströmt, aus dem sie von einer Hydraulikpumpe 6 gefördert wurde. Die Hydraulikpumpe 6, welche durch Motor 5 angetrieben ist, saugt über Ansaugleitung 11 Ol aus dem Vorratsbehälter 10, während die Rückführung des Öls über eine zweite Rücklaufleitung 12a erfolgt. Die bei diesem Vorgang umgewälzte Ölmenge wird in einem Durchlfußmeßgeber 7 erfaßt, welcher mit einem Meßgeber zur Anzeige der Schaufelstellung verbunden sein kann.

Bei Drehung der Welle 9 um 120° erfolgt die Durchströmung des Hydraulikkolbens 2 sowie

RP 12.8845

des Durchflußmeßgebers 7 und der Dreiwegeventile 8a, 8b in umgekehrter Weise. Die Rückführung des Öls wird dann über eine erste Rücklaufleitung 12b bewerkstelligt.

Eine weitere Möglichkeit bei hydraulisch betätigter Verstelleinrichtung Lauf- und/oder Leitschaufeln zu verstellen und den Verdrehivinkel anzuzeigen, besteht nach. Fig. 2 darin, als Pumpe je eine erste und zweite Hydraulikpumpe 13a, 13b vorzusehen, welche nach dem Verdrangerprinzip arbeiten, da bei solchen Pumpen die Fördermenge proportional der Anzahl der Umdrehungen ist. Diese Tatsache macht man sich hier zunutze, um den Weg des Hydraulikkolbens 2 im Hydraulikzylinder 3 und somit den Verdrehwinkel der Schaufeln anzuzeigen.

Soll der Hydraulikkolben 2 bewegt werden, werden die beiden Hydraulikpumpen 13a, 13b, welche zusammen mit einem Umdrehungszähler 14 auf einer gemeinsamen Welle 15 sitzen vom Motor 5 angetrieben. Die erste HydraulikDumpe 13a fördert dabei Öl aus dem Vorratsbehälter 10 über eine erste Saugleitung 15a und eine erste Ölleitung 15b in den Hydraulikzylinder 3, während daß vom ihm verdrängte Öl über eine zweite Öllei Lung 16a und eine zweite Hydraulikpumpe 13b, sowie einer zweiten Saugleitung 16b in den Vorratsbehälter 10 zurückströmt.

33181G6

Durch Umschalten des Motors 5 fördert dnnn die zweite Hydraulikpumpe 13b Öl aus dem Vorratsbehälter 10 über die zweite Saugleitung 16b und über die zv/cite Sauqleitung 16a in den Hydraulikzylinder 3, während das von ihm verdrängte Öl über die erste Ölleitung 15b und die erste Hydraulikpumpe 13a sowie die zweite Saugleitung 15a in den Vorratsbehälter,zurückströmt.

Der auf der gleichen Welle sitzende Umdrehungszähler addiert und subtrahiert so die Umdrehungen der beiden Pumpen kann mit einer Anzeige zur Schaufelstellung verbunden sein oder auch direkt auf Winkelgrad der Schaufelstellung geeicht sein, da die gemessene Zahl der Umdrehungen dem Schaufelwinkel entspricht.

RP 12.8845

Claims

bu-gr M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg Aktiengesellschaft Nürnberg, 05. Mai 1983 Patentansprüche

1./Vorrichtung zur Anzeige eines Verdrehwinkels von Lauf- und/oder Leitschaufeln an Strömungsmaschinen, insbesondere Propellerpumpen, bei welchen die Schaufeln mittelbar von einem Hydraulikkolben verstellt werden, welcher mit einer Verstelleinrichtung zur Umwandlung der translatorischen Bewegung in eine Rotationsbewegung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hydraulikpumpe 6 Öl aus einem Vorratsbehälter 10 ansaugt und über erste oder zweite Hydraulikleitungen 17a, 17b den beiden Druckräumen des Hydraulikzylinders 3 zuleitet, und daß zur Messung des Volumenstromes des umlaufenden Öls -ein Durchflußmeßgeber 7 in die erste, oder die zweite Hydraulikleitung 17a oder 17b eingebaut ist, wobei der Durchflußmeßgeber 7 als Ovalzähler ausgeführt sein kann.

2. Vorrichtung zur Anzeige eines Verdrehwinkels von Lauf- und oder Leitschaufeln an Strömungsmaschinen, insbesondere Propellerpumpen, bei welchen die Schaufeln mittelbar von einem Hydraulikkolben verstellt werden, welcher mit einer Verstelleinrichtung zur Umwandlung der transistorischen Bewegung in eine Rotationsbewc?gung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet: , daß nach dem Verdrängerprinzip arbeitende erste

FP 12.8845

•und zweite Hydraulikpumpen 13a und 13b vorgesehen sind, daß dabei eine erste Hydraulikpumpe 13a mit einer gleichartigen zweiten Hydraulikpumpe 13b mechanisch parallel geschaltet wird, daß jede der Hydraulikpumpen 13a, 13b durch Reversieren eines Motors 5 den Druckräumen des Hydraulikzylinders 3 Öl über eine erste und zweite Ölleitung 15b, 16a zuführt, bzw. entnimmt,und daß die beiden Hydraulikpumpen 13a, 13b mit einem Umdrehungszähler verbunden sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn-, zeichnet, daß zwischen der Hydraulikpumpe 6 und der ersten bzw. zweiten Hydraulikleitung 17a bzw. 17b je ein erstes bzw. zweites Dreiwegeventil 8a bzw. 8b eingebaut ist, daß dabei beide Dreiwegeventile über eine gemeinsame Welle 9 so verbunden sind, daß der Strömungsweg für die Hydraulikpumpe 6 über das erste Dreiwegeventil 8a und die erste Hydraulikleitung 17a zum Hydraulikzylinder 3 frei ist und eine erste Rücklaufleitung 12b geschlossen ist, daß ferner der Hydraulikzylinder 3 am anderen Ende über eine zweite Hydraulikleitung 17b und Dreiwegeventil 8b mit einer zweiten Rücklaufleitung 12a verbunden wird, welche in einen Vorratsbehälter 10 mündet, und daß nach Drehung der Welle 9 um 120° die Abläufe der Bewegung von Hydraulikkolben 2 und die Strömung des Öls nach Fig. 1 in umgekehrter Richtung abläuft.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die erste und zweite Hydraulikpumpe 13a und 13b, sowie ein Motor 5 und ein Umdrehungszähler 14 auf einer gemeinsamen Welle 15 angeordnet sind, und daß eine erste und zweite Saugleitung 15a, 16b jeweils über eine erste bzw. zweite Hydraulikpumpe 13a bzw. 13b mit einer ersten bzw. zweiten Ölleitung 15b, 16a jeweils unter Einschaltung des Hydraulikzylinders 3 hydraulisch in Reihe geschaltet sind, sowie die Saugleitungen 15a und 16b in den Vorratsbehälter 10 münden.

RP 12.8845