DE3502964C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung zur Einstel­ lung der Propellerflügel eines hydraulisch betätigten Verstellpropellers, bei welchem das hydraulische Medium unter Druck über ein Steuerventil, eine Muffe und über Kanäle in der Propellerwelle dem Verstellzylinder zu- und abgeführt wird, dessen Stellung über eine in der Propel­ lerwelle angeordnete Steuerstange als Istwert zurück­ gemeldet wird, der nach einem Vergleich mit dem einge­ stellten Sollwert als Regelabweichung den Schieber des Steuerventils über ein Proportionalglied (P-Anteil) be­ einflußt, wodurch der Regelkreis geschlossen wird.

Bei einer derartigen, z. B. aus der DE-PS 9 74 311 bekannten, Regeleinrichtung für Verstellpro­ peller entstehen bedeutende Leckverluste in der Wellen­ muffe und im Verstellzylinder, welche vom Druck des Mediums abhängig sind. Dadurch entstehen bedeutende Ab­ weichungen des Sollwertes der Winkelstellung der Propel­ lerflügel vom eingestellten Istwert. Diese Abweichungen sind zudem nicht konstant sondern von der Belastung des Propellers abhängig. Die Abweichungen werden bei der Verwendung von elektromagnetisch betätigbaren Propor­ tionalschiebern noch vergrößert, da diese eine Über­ deckung der Steuerflächen des Kolbenschiebers gegenüber den Steuerkanälen aufweisen, derart, daß der eine Steuer­ kanal nicht sofort geöffnet wird, wenn der andere ge­ schlossen wird und umgekehrt, sondern erst nach einem der Überdeckung entsprechenden Weg des Schieberkolbens.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Regel­ einrichtung zur Einstellung der Propellerflügel eines Verstellpropellers zu schaffen, welche eine wesentlich genauere Übereinstimmung des Istwertes mit dem Soll­ wert gegenüber dem Stand der Technik gestattet.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Regelabweichung den Steuerschieber zusätzlich über ein parallel geschaltetes Integralglied (I-Anteil) beein­ flußt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen werden in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird anhand in den Figuren schematisch dar­ gestellter Ausführungsformen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Schema einer mechanisch-hydraulischen Regel­ einrichtung und

Fig. 2 ein Schema einer elektro-hydraulischen Regel­ einrichtung.

Die in der Fig. 1 dargestellte Regeleinrichtung dient zur Winkelverstellung der Propellerflügel 1 eines Verstell­ propellers 2, in dessen Nabe 3 sich ein Verstellzylinder 4 mit einem darin axial beweglichen Kolben 5 befindet. Die Nabe 3 ist an einer Propellerwelle 6 befestigt, über wel­ che sie von einem nicht dargestellten Motor angetrieben wird. In einer Bohrung der Propellerwelle 6 befindet sich eine Steuerstange 7, welche gestrichelt angedeutete Kanäle 8, 10 für die Zufuhr des hydraulischen Mediums in einen der Zylinderräume 11, 12 und dessen Ableitung aus dem an­ deren aufweist. Die Zufuhr des hydraulischen Mediums er­ folgt je nach der Richtung der gewünschten Veränderung des Einstellwinkels der Propellerflügel 1 von einer nicht dar­ gestellten Speisevorrichtung über ein Steuerventil 13 und eine die Welle 6 umschließende Muffe 14. Das Steuer­ ventil hat ein Schiebergehäuse 15, in welchem ein Schie­ berkolben 16 mit zwei Steuerflächen 17, 18 beweglich ist. Die Steuerflächen 17, 18 wirken mit Steuerkanälen 20, 21 zusammen. Zwischen den Steuerflächen 20, 21 befindet sich eine Ausnehmung 22, in deren Bereich im Gehäuse 15 eine Eingangsleitung 23 für unter Druck stehendes hydraulisches Medium mündet. Eine Überdeckung entsteht im Steuerventil 13 dadurch, daß der Abstand A der Steuerkanten des Schieberkolbens kleiner ist als der Abstand B der Steuer­ kanten der Steuerkanäle 20, 21.

Die Steuerkanäle 20, 21 des Steuerventils 13 sind durch Leitungen 24, 25 mit Verbindungskanälen 26, 27 der Muffe 14 verbunden. Im Bereich der Verbindungskanäle 26, 27 ist die Steuerstange 7 mit Ausnehmungen 28 und 30 versehen, in welchen die Verbindungskanäle 8, 10 münden und welche gleichzeitig eine axiale Bewegung der Steuerstange 7 ge­ genüber der Muffe 14 gestatten.

Auf der Welle 6 ist eine Muffe 31 verschiebbar angeordnet, die durch einen Stift 31′, welcher durch Schlitze 6′ in der Welle 6 durchgeführt ist, mit der Steuerstange 7 fest verbunden ist. Die Muffe 31 hat eine Nut 32, in die Zapfen 33 eines halbrunden Bügels 34 eingreifen. Der Bügel 34 ist an einem Hebel 35 befestigt, der zur Einstellung des Soll­ wertes der Winkel der Propellerflügel dient, wie dies durch eine Skala 36 angedeutet ist. Der Hebel 35 ist durch ein Gelenk 37 mit der Stange 38 des Schieberkolbens 40 eines Kolbenschiebers 41 verbunden, die an einem zweiarmigen Hebel 42 angelenkt ist, der mit dem Kolbenschieber 16 des Steuerventils 13 verbunden ist. Am anderen Arm des zwei­ armigen Hebels 42 ist die Kolbenstange 43 eines Stellkol­ bens 44 angelenkt, der in einem Zylinder 45 beweglich ist. Die Zufuhr und Ableitung des hydraulischen Mediums zum Zylinder 45 wird, wie dargestellt, durch den Kolbenschie­ ber 41 gesteuert.

Wenn im Betrieb eine Einstellung der Winkel der Propeller­ flügel auf einen gegebenen Wert erwünscht ist, wird der Hebel 35 entlang der Skala 36 entsprechend eingestellt. Beim Vorliegen einer Differenz zwischen der Sollstellung und der Iststellung, welche durch die Muffe 31 dargestellt wird, wird der Schieberkolben 16 im Gehäuse 15 in entspre­ chender Richtung bewegt. Bei einer verlustfreien Anlage und fehlender Überdeckung des Steuerventils 13 würde sich der Verstellkolben 5 in die gewünschte Lage stellen und die Steuerstange 7 so bewegen, daß über das Gestänge 38, 42 der Schieberkolben 16 in eine schließende Stel­ lung gebracht wird, in welcher die Steuerflächen 17, 18 die Steuerkanäle 20, 21 abschließen. Da jedoch die Leckver­ luste eine dauernde Nachspeisung erfordern, kann diese Stellung nicht erreicht werden. Die Muffe 31 gelangt da­ her nicht in die dem Istwert entsprechende Stellung, son­ dern in eine Stellung, welche von dieser abweicht. Der Schieberkolben 40 wird dadurch aus seiner Stellung bewegt und betätigt den Kolben 44 im Zylinder 45 derart, daß der Fehler ausgeglichen wird.

Nach der Fig. 2 wird der Schieberkolben des Steuerventils 13 durch einen Elektromagneten 50 betätigt, dessen Anker 51 unter dem Einfluß einer Feder 52 steht. Die Aus­ lenkung des Schieberkolbens 16 erfolgt dabei proportional in Abhängigkeit von der dem Elektromagneten 50 zugeführten Stromstärke.

Bei der Vorrichtung nach der Fig. 2 ist ein Vergleichs­ organ 53 vorgesehen, welches einen von der Muffe 31 abge­ nommenen Istwert mit dem eingestellten Sollwert 54 ver­ gleicht. Das Ausgangssignal des Vergleichsorganes 53 wird über ein Proportionalglied 55 dem Elektromagneten 50 zugeführt. Gleichzeitig wird das Ausgangssignal des Ver­ gleichsorganes 53 auch einem Integralglied 56 zugeführt, dessen Ausgangssignal in einem Addierorgan 57 mit dem Si­ gnal des Proportionalgliedes 55 vereinigt wird. Die Wirkung ist die gleiche wie bei der Vorrichtung nach der Fig. 1.

Claims (3)

1. Regeleinrichtung zur Einstellung der Propellerflügel (1) eines hydraulisch betätigten Verstellpropellers (2), bei welchem das hydraulische Medium unter Druck über ein Steuerventil (13), eine Muffe (14) und über Kanäle (8, 10) in der Propellerwelle (6) dem Verstellzylinder (4) zu- und abgeführt wird, dessen Stellung über eine in der Propeller­ welle (6) angeordnete Steuerstange (7) als Istwert zurück­ gemeldet wird, der nach einem Vergleich mit dem eingestell­ ten Sollwert (36, 54) als Regelabweichung den Schieber (16) des Steuerventils (13) über ein Proportionalglied (55) (P-Anteil) beeinflußt, wodurch der Regelkreis geschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Re­ gelabweichung den Schieber (16) zusätzlich über ein parallel geschaltetes Integralglied (41, 56) (I-Anteil) beeinflußt.

2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Integralglied einen mit der Steuerstange verbundenen hydraulischen Kolbenschieber (41) enthält, welcher eine Hydraulikzylindereinheit (44, 45) betätigt, die zusätzlich den Schieber (16) beeinflußt.

3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Integralglied ein elektrischer Regler (56) ist, welcher einen mit dem Schieber (16) verbundenen Elektromagneten (50) betätigt.