JPS6312805A - 調節装置 - Google Patents

調節装置

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JPS6312805A
JPS6312805A JP62153187A JP15318787A JPS6312805A JP S6312805 A JPS6312805 A JP S6312805A JP 62153187 A JP62153187 A JP 62153187A JP 15318787 A JP15318787 A JP 15318787A JP S6312805 A JPS6312805 A JP S6312805A
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JP
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shaft
transmission
adjustment
brake
gear
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JP62153187A
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ゲルト・ビツテ
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Balcke Duerr AG
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Balcke Duerr AG
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • F04D29/34—Blade mountings
    • F04D29/36—Blade mountings adjustable
    • F04D29/362—Blade mountings adjustable during rotation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D7/00—Rotors with blades adjustable in operation; Control thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/70—Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades
    • F05D2260/74—Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades by turning around an axis perpendicular the rotor centre line
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/70—Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades
    • F05D2260/76—Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades the adjusting mechanism using auxiliary power sources

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Retarders (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)
  • Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
  • Devices For Conveying Motion By Means Of Endless Flexible Members (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Structure Of Transmissions (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、特にプロペラポンプあるいはタービンの調節
され得る動翼のための調節装置であって、複数個の動翼
を具備したハブを有し、かつ第一の歯車と関連付けられ
る機械シャフトと、第二の歯車を有し、かつ機械シャフ
トと同軸に配置された調節シャフトと、調節シャフト及
び機械シャフト間に相対回転を惹起し得る伝動装置と、
回転する機械シャフトに関して調節シャフトを制動して
動翼を第一の方向に調節する第一の制動装置と、伝動装
置を介して動翼を前記とは反対の第二の方向に調節する
第二の制動装置とを有する調節装置に１系わる。
西独特許第８９７９０４号明細書から上記のような調節
装置が公知であるが、この装置の伝動装置は直接ハブに
配置されている。ハブは中実に形成さ　゛れた機械シャ
フトの端部に配置されており、伝動装置並びに２個の制
動装置はハブの、機械シャフト側とは反対の側に位置す
る。この場合、伝動装置及び制動装置がハブの領域を通
過して流れる媒体から保護されるように付加的な方策が
講じられなければならない。その結果収り付は及び保守
上の問題が生じ、特にポンプあるいはタービンの場合風
胴並びにハブの領域には容易に到達し得ない。
伝動装置は足動伝動装置として構成されており、ｖ１械
シャフト乃至調節シャフトと結合された歯車と噛合する
笠歯車を含む。この笠歯車と結合された、機械シャフト
に対して直角に配置されたシャフトによって、一方の制
動装置の操作の下に動翼調節用の別の歯車の相対回転が
惹起される。上記シャフト及び伝動装置がハブの、機械
シャフト側とは反対の側に配置されることから、この調
節装置は、ハブが機械シャフトの一端に配置され、調節
伝動袋πがｖｌｌ′８１ｉシャフトの他端に配置される
機械には容易に設置され得ない。更に、摩擦の影響とそ
れによって制約される制動とによって、動翼の望ましく
ない調節を実現しかねない相対回転が生起する恐れがあ
る。
西独特許公開公報筒３４２６９６７号から動翼のための
調節装置が公知であり、この装置では、複数個の動翼を
具備したハブが機械シャツ１−の一方の端部に、また伝
動装置が他方の端部に配置されている。機械シャフトは
中空シＡ・フトとして構成されており、このシャフト内
を：Ａ節シャフトが貫通して、伝動装置からハブまで達
している。機械シャフト及び調節シャフトには各１個の
歯車が回転不能に結合されており、また伝動装置は遊星
歯車装置として構成され、この遊星歯車装置の駆動シャ
フトは電気駆動モータによって選択的に一方の、あるい
は他方の方向へ動翼の調節のために回転され得る。電気
駆動モータの使用並びに該モータと１伝動装誼及び歯車
との結合には相応の経費が必要であり、また調節のため
に付加的なエネルギーが供給されなければならない。タ
ービンの場合、負荷減小時にタービンの許容し難いオー
バランを阻止するべく動翼を迅速にフェザリング位置に
もたらずことが必要である。伝動装置が機械シャフトの
、ハブが位置するのとは反対の端部に配置されるので、
調節シャツｌ〜は比較的大きい慣性モーメンＩ・を有す
る。従って、動翼の十分迅速な調節を可能にするために
は、強力な駆動モータを用いなければならない。更に、
大きい調節１〜ルクの下での損傷を回避するべく付加的
な方策を鍋じなければならないであろう。
本発明は、冒頭に述べたような調節装置を、許容し難い
調節並びに個々の構成要素の過大な要求が僅かな手間で
回避されるように改良することを目的とし、その際上記
装置は取り付は及び保守の簡単な、取り扱い易いもので
あるべきである。材料及びスペースを孤かしか必要とせ
ずに、動翼の機能上確実な調節があらゆる運転条件下に
実施され得るべきである。伝動装置の機械シャフト及び
調節シャフトとの一体化及び結合は、確実でしがも単純
な構造において保証されるべきである。特にタービンの
負荷減小や給電の中断といった故障の際の高い安全性が
達成されるべきである一０更に、高い効率が保証され、
その際正常運転の間の損失は回避されるべきである。
上記目的を達成するために、伝動装置と機械シャフトあ
るいは調節シャフトとの間にブレーキが設置されており
、このブレーキは正常運転時の調節シＡ・フトとｖ１械
シャフトとの同期運動を動翼の調節が実施されないかぎ
り維持すること、及び第一あるいは第二の制動装置が操
作される際に上記ブレーキの制動Ｉ・ルクが克服される
ことが提案される。
本発明によって提供される調節装置は、単純な構造にお
いて機能上高い確実性が得られる点で潰れている。上述
のブレーキが機械シャフトと調節シャツ！・との同期運
動を保証し、その結果、１！！！擦の影響や動翼力に起
因する許容し難い調節が機能上確実に回避される。動翼
の調節は第一あるいは第二の制動装置の操作によっての
み、しがち正常運転時に電流が流れる電磁石を介して容
易に実現される。制動装置が操作されると、ばね力によ
ってプレストレスを掛けられた該装置が閉じて、回転系
に存在するエネルギーが動翼の調節を実現し、動翼は故
障の際には確実にフェザリング位置にもたらされ得る。
機械シャフトの高い出方が、動翼のきわめて迅速な調節
を実現するのに容易に用いられ、このことは特に故障時
、動翼をそのフェザリング位置に可能なかぎり迅速にも
ならず上で決定的に重要である。流体ｖ１械の正常運転
の間伝動装置の構成要素同士の相対運動が最小限に減少
され、場合によっては全く生起しないので、高い効率が
保証される。制動装置の操作は好ましくは電磁石を介し
て行なわれ、この電磁石には運転の安全性の観点から正
常運転時に電流が流され、それによって電磁石は、動翼
を閉じるべく設置されている制動装置を開いた状態に維
持する。電流が途絶えると、本発明の範囲内において錘
あるいはばね力等によりプレストレスを掛けられたこの
制動装置は閏じ、その結果動翼は補助的なエネルギー無
しで自動的にフェザリング位置へともたらされる。適当
な方法で、本発明の調節装置はポンプ用としても構成さ
れ得、その場自スイッヂオフ状態において動翼はまず閉
じられ、この開鎖のためには回転系に蓄留されたエネル
ギーで十分であり、その１表動翼は再びフェザリング位
置へともたらされ得る。
本発明の特別の変形例によれば、第一の歯車を機械シＡ
・フトと、あるいは第二の歯車を調節シャフトと回転不
能に結合し、かつ伝達され得るトルクを制限する結合部
材が設置されている。ｌ・ルクを制限するこの結合部材
によって機１ｊピ上の高い確実性が保証され、しかも伝
動製置の変速比を予め対応して規定することによって迅
速な調節の実現ら可能である。このことは、特にａ械シ
ャフＩ・を貫通するか、あるいはａ械シャフＩ・を同軸
に囲繞する調節シャツｌ〜の慣性モーメン１−が比鮫的
太きいことを考慮すると有効である。
本発明を、添付図面に示した特別の具体例に基づき以下
に訂通ずる。
具」１刀− 第１図は、機械シャフト２と、ｆｉ賊シャフト２と同軸
に位置する調節シャフト４とを示し、調節シャフト４は
中空シャフトとして構成されており、かつやはり回転軸
線８の周囲に回転され得る。定置されたケーシング１ｏ
内には第一の制動装置１２が位置し、この制動装置１２
はレバーロッド１４を介してブレーキシュー１゛６を操
作し得、ブレーキシュー１６は調節シャフト４と結合さ
れたリング１８に作用し得る。後段に詳述する遊星歯車
ホルダ２０には、レバーロッド２４を介してブレーキシ
ュー２６を操巾する第二の制動装置２２が関連し、ブレ
ーキシュ−２６は遊星歯車ホルダ２０と結合されたスリ
ーブ２８に作用し得る。ブレーキシュー１６乃至２６は
ケーシング１０のボルト３０に関節式に取り付けられて
いる。
機械シャフト２には結合部材３２を介して第一の歯車３
４が結きされており、歯車３４は遊星歯車ボルダ２０内
に回転可能に配置された少なくとも１個の第一の遊星歯
車３６と噛合する。結合部材３２によって、機械シャフ
ト２から伝動製置３８へ、従ってまた調節シャフト４へ
伝達され得る最大Ｉ・ルクが制限され得、その結果損傷
が確実に排除され得る。
遊星歯車ホルダ２０と第一の歯車３４との間に位置する
ブレーキ４０が、本発明によれば正常運転時に、即ち調
節が実施されないかぎり遊り歯車ボルダ２０と第一の歯
車３４乃至ａ械シャフト２との同期運動を保証する。
調節シャフト４には第二の歯車４４が回転不能に結合さ
れており、その際ニードル軸受４２によって機械シャツ
Ｉ−２の支承が行なわれる。第二の歯車４４は少なくと
も１個の第二の遊星歯車４Ｇと噛合する。本発明によれ
ば、両道星歯車３６．４６は互いに回転不能に結合され
ており、かつ軸線４７の周囲に回転し得る。この具体例
では、両遊星四車３６．４６の結合にはポル１−４８が
用いられ、ボルト４８は遊星歯車３６．４６それぞれに
設けられた袋穴５０．５２に嵌合する。好ましくは３対
の遊星歯車３６．４６が層全体にわたって等間隔に、本
発明による方法で配置されている。
再制動装置１２．２２が図示したような解除位置にある
間は、遊星歯車ホルダ２０及び調節シャツＩ−／１はｖ
１械シャフト２と同期的に回転する。再制動装置１２．
２２は好ましくは電磁石を含み、この電磁石には正常運
転時に電流が流れる。制動装置１２が操作されるとブレ
ーキシュー１６がリング１８に当接し、それによって調
節シャフト４は制動される。その結果生起する調節シャ
ツ）−４の機械シャツ１．２に対する相対運動により、
ここには図示しない動翼の調節が、例えば迎え角が増大
するように実現される。これに対し、第二の制動装置２
２のブレーキシュー２６がスリーブ２８に当接するとＮ
星歯車ボルダ２０が制動される。本発明の範囲内におい
て、再制動装置１２．２２によって発生され得る制動ト
ルクが上記同期運動を保証するブレーキ４０の制動トル
クより大きく規定されることが留意されよう。その場合
、第一の太陽歯車３４によって、両逆星歯車３６．４６
を介して第二の歯車４４が駆動され、その結果調節シャ
フト４は機械シャフト２の回転数より大きい回転数で回
転し、迎え角は減小される。
調節の指示に内ねじ山付きスリーブ５４が用いられ、こ
のスリーブ５４は機械シャフト２の外ねし山５６と螺合
する。内ねじ山付きスリーブ５４はその外側に、該スリ
ーブ５４の軸線に平行に伸長する長手講５８を具え、こ
の溝５８には′ｉ！１星歯車ホルダ２０と結合された案
内部材６０が係合する。＠械シャフ１〜２と遊星歯車ホ
ルダ２０との相対運動の際、回転方向に対応して、内ね
じ山付きスリーブ５４は上方あるいは下方へ移動される
。従って、内ねじ山付きスリーブ５４の軸線方向位置は
瞬間的な動翼位置の目安となる。
第２図は、機械シャフト２が中空シャツ１−として構成
されており、このシャフト内を調節シャツ１−４が貫通
している具体例を概略的に示す。機械シャフト２の下端
に、複数個の動翼６４を具備したハブ６２が位置し、そ
の際好ましくはセルフロック式の調節伝動装置６６が設
置されている。即ち、動翼６４に作用する液圧力は調節
伝動装置６６によって受容され、その結果機械シャフト
２と調節シャフト４との間には実際上も皿かな差分ｌ・
ルクしか現れず、このトルクは大きいと、機械シャツ）
−２と調節シャフト４との間に望ましくない回転運動を
恵起する恐れがある。機械シャツ１−２と遊星歯車ホル
ダ２０との同期運動のために設置されたブレーキ４０は
、本発明によりセルフロック式である調節伝動装置６６
が用いられているために、正常運転では実際上負荷され
ない。例えばタービンの場合、歯車６８を介して動力回
収が実現される。これに対し、プロペラポンプの場合は
歯車６８を介して、駆動ｌ・ルクが機械シャフト２にも
たらされる。ここに概略的に示した第一の制動装置１２
を介して調節シＡ・フｌ−４が制動され得、一方第二の
制動装置２２は遊星歯車ホルダ２０に作用する。伝達さ
れ得るトルクを制限する結き部材３２はこの具体例の場
合、調節シャフト４と、ｉＭ歯車４６と噛合する第二の
歯車４４との間に配置されている。Ｎ、ｆｆｉ山車４６
は第一の遊星歯車３６と回転不能に結合されており、第
一・の遊星歯車３Ｇは本発明の範囲内で、第二の遊星出
車４６より小さい直径乃至少ない歯数を有する。
両遊星ｍ車３６．４６はこの具体例でも互いに回転不能
に結合されており、その際第−のＮ星歯車３６に関連す
る第一の歯車３４は機械シャフト２と回転不能に結合さ
れている。内ねじ山１・１゛きスリーブ５４が調節の指
示に用いられる。
第３図に、１云動装置３８が第一乃至第二の遊星歯車３
６．４６と噛合する２個の内歯車７０．７２を有する具
体例を示す。遊星歯車ホルダ２０は調節シャフト４に関
して回転可能であり、また調節シャフト４は中空シャフ
トとして構成された機械シャフト２の内部に配置されて
いる。第一の歯車３４は、トルクを制限する結合部材３
２を介して機械シャフト２と結合されている。制動装置
１２．２２はディスクブレーキとして構成され、本発明
によれば内歯車７２乃至７０に関連する。第一の制動装
置１２は内歯車７２を制動し得、一方第二の制動装置２
２によってもう１個の内歯車７０が制動され得る。遊星
歯車ホルダ２０と円内歯車７０．７２との間に各１個の
別のブレーキ４０．４１が設置されており、その結果本
発明により正常運転時の遊星歯車ボルダ２０と円内山車
７０．７２との同期運動が、従ってまた機械シャフト２
と調節シャフト４との同期運動が保証される。調節が動
翼を開くように制御される場合、第一のブレーキ１２に
よって上方の内歯車７２が制動され、その際制動トルク
はブレーキ４１の保持トルク並びに調節トルクより大き
くなければならない。そうであれば、上方の内歯車７２
は運動を続行する下方の内歯車７０に関して減速され、
その結果歯車４４と３４との相対運動が惹起されて調節
が実現される。対応して、動Ｓζを［７１じるように調
節する場合は下方の内歯車７０が制動され、その結果回
転を続行する上方の内歯車７２との相対運動が生起する
。この■４．１１１対回転は第一の制動装置１２による
制動の場合と反対の方向において実現し、従って反対方
向への調節運動も可能である。
最後に第４図に、正常運転時に円内重重７ｏ、７２がブ
レーキ４０．４１によって、図示したケーシング１０に
閃し固定して制動される具体例を示す。動翼を開くよう
に３Ｊ節するには下方の内歯車７０が解放され、同時に
制動装置２２によって遊星歯車ホルダ２０と結合される
。百円歯車７０．７２の相対回転は遊星歯車３６．４６
を介して歯車３４．４４に伝達される。
対応して、動翼を閉じるように調節するには上方の内歯
車７２がブレー＝）４１によって解放され、かつ制動装
置１２を介して遊星歯車ホルダ２ｏと結きされ、その結
果両内歯車７０．７２はやはり互いに対して相対回転を
行ない、但しその回転は最初の回転とは反対方向へ実施
され、従って反対方向への２１節運動を可能にする。
【図面の簡単な説明】
第１区は本発明の、選択的に調節シャフトまたは遊星歯
車ホルダを制動する２個の制動装置を具備した遊星歯車
装置を有する具体例を示す説明図、第２図は調節シャフ
トが中空シャフトとして構成された機械シャフト内に配
置されている本発明具体例の概略的説明図、第３図は伝
動装置が制動装置によって選択的に固定され得る２個の
内歯車を有する本発明具体例の概略的説明図、第４図は
伝動装２が、正常運転時に固定され、かつ制動装置によ
って３択的に遊星歯車ホルダと結合され得る２個の内歯
車を有する本発明具体例の説明図である。 ２・・・・・・機械シャフト、４・・・・・・調節シャ
ツ？−１１０・・・・・・ケーシング、１２．２２・・
・・・・制動装置、１４．２４・旧・・レバーロッド、
１６．２６・・・・・・ブレーキシュー、１８・・・・
・・リング、２０・・・・・・遊星歯車ホルダ、２８・
・・・・・スリーブ、３０．４８・・・・・・ボルト、
３２・・・・・・結合部材、３４，４４．６８・・・・
・・ＩＪＸ車、３Ｇ、４Ｇ・・・・・・遊星歯車、３８
・旧・・１云動装置、４０．４１・・・・・ブレーキ、
４２・・・・・・ニー１？ル軸受、５０．５２・・・・
・・袋穴、５４・・・・・・内ねじ山付きスリーブ、５
６・・・・・・外ねし山、５８・・・・・長手溝、６０
・・・・・・案内部材、６２・・・・・ハブ、６４・・
・・・・動翼、６６・・・・・・調節伝動装置、７０゜
７２・・・・・内歯車。 ４−ｍ−」 Ｆｉｇ、２

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）特にプロペラポンプあるいはタービンの調節され
    得る動翼のための調節装置であって、複数個の動翼を具
    備したハブを有し、かつ第一の歯車と関連付けられる機
    械シャフトと、第二の歯車を有し、かつ機械シャフトと
    同軸に配置された調節シャフトと、調節シャフト及び機
    械シャフト間に相対回転を惹起し得る伝動装置と、回転
    する機械シャフトに関して調節シャフトを制動して動翼
    を第一の方向に調節する第一の制動装置と、伝動装置を
    介して動翼を前記とは反対の第二の方向に調節する第二
    の制動装置とを有しており、伝動装置と機械シャフトあ
    るいは調節シャフトとの間にブレーキが設置されており
    、このブレーキは正常運転時の調節シャフトと機械シャ
    フトとの同期運動を動翼の調節が実施されないかぎり確
    実に維持し、またこのブレーキは第一あるいは第二の制
    動装置が操作される際に該ブレーキの制動トルクが克服
    されるように構成されていることを特徴とする調節装置
    。
  2. （２）伝動装置と機械シャフトあるいは調節シャフトと
    の間に結合部材が配置されており、この結合部材によつ
    て、伝達され得るトルクが制限されることを特徴とする
    特許請求の範囲第１項に記載の装置。
  3. （３）調節シャフトと動翼とがセルフロック式の調節伝
    動装置を介して結合されていることを特徴とする特許請
    求の範囲第１項または第２項に記載の装置。
  4. （４）第一及び第二の歯車が機械シャフトと同軸の歯車
    として構成されており、これらの歯車の各々には遊星歯
    車ホルダ内に回転可能に配置された少なくとも１個の遊
    星歯車が関連することを特徴とする特許請求の範囲第１
    項または第２項に記載の装置。
  5. （５）複数個の遊星歯車が好ましくはボルトを介して互
    いに回転不能に結合されており、及び／またはこれらの
    遊星歯車は遊星歯車ホルダ内で共に１本の軸線の周囲に
    回転することを特徴とする特許請求の範囲第１項から第
    ４項のいずれかに記載の装置。
  6. （６）調節シャフトと動翼とがセルフロック式の調節伝
    動装置を介して結合されていることを特徴とする特許請
    求の範囲第１項から第５項のいずれかに記載の装置。
  7. （７）制動装置が特に伝動装置の定置ケーシング内に配
    置されており、及び／または前記制動装置が前記ケーシ
    ングと一体に構成されていることを特徴とする特許請求
    の範囲第１項から第６項のいずれかに記載の装置。
  8. （８）第一の制動装置によりブレーキシューを介して調
    節シャフトが、特にリングをも介して制動され得ること
    を特徴とする特許請求の範囲第１項から第７項のいずれ
    かに記載の装置。
  9. （９）遊星歯車ホルダがシリンダ形のスリーブを有し、
    このスリーブに第二の制動装置のブレーキシューまたは
    同様物が作用し、及び／または遊星歯車はそれぞれ内歯
    車と噛合し、その際選択的に一方の内歯車が一方の制動
    装置によって固定あるいは解放され得ることを特徴とす
    る特許請求の範囲第１項から第８項のいずれかに記載の
    装置。
  10. （１０）ブレーキが、伝動装置の遊星歯車ホルダと機械
    シャフトに結合された第一の歯車との間に設置されてい
    ることを特徴とする特許請求の範囲第１項から第９項の
    いずれかに記載の装置。
JP62153187A 1986-06-21 1987-06-19 調節装置 Pending JPS6312805A (ja)

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US (1) US4772182A (ja)
EP (1) EP0250923A3 (ja)
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DE (1) DE3620879C1 (ja)

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