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Turbogetriebe für verstärkte selbsttätige Momentsteigerung beim Anfahren.
Bei den vom Patentinhaber angegebenen Turbotransformatoren (bestehend aus Pumpen-, Turbinen-und Leiträdern) kann die Sekundär-oder die Turbinendrehzahl n nach Fig. 1 je nach dem zu überwindenden Widerstand in weiten Grenzen variieren. Hält man die Pumpendrehzahl konstant, so
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fahren oder Festbremsen (n = o), so steigt das Turbinendrehmoment M selbsttätig um einen Betrag an, der von der Anzahl, den Radien und den Beschaufelungen der Turbinenräder und Leitapparate sowie von der Art der Pumpe abhängt (linke Äste der M-Kurven).
Einer steigenden Turbinendrehzahl entspricht umgekehrt ein Abfall der Drehmomente gemäss den rechten Ästen der M-Kurven. Bei der sogenannten"Leerlaufdrehzahl"M, sinkt das Moment auf Null.
Hat das Getriebe, z. B. beim Kraftwagen, der Reihe nach verschiedene Zugkräfte, d. h. auch Drehmomente M, zu überwinden, so stellt sich die Turbinendrehzahl und Fahrgeschwindigkeit vollkommen automatisch und stufenlos auf den erreichbaren Betrag ein ("selbsttätige Momentsteigerung"), ähnlich dem Reihenschlussmotor der Elektrotechnik.
Die ersten Getriebe des Patentinhabers waren für Schiffe und nur auf Maximalwirkungsgrad A, gebaut, da ein Momentanstieg beim Anfahren dort unnötig und zwecklos war. So ergab sich eine ungefähr geradlinige Momentcharakteristik 1 (Fig. 1), deren Anfahrmoment (n = o) ungefähr den doppelten Betrag des Normalmomentes M und deren Leer1aufdrehzahl nL rund den doppelten Betrag der Normaldrehzahl der Turbine erreichte. Der zugehörige Wirkungsgrad verlief etwa nach der Parabel 11.
Später entstand bei den Anwendungen für Landfahrzeuge, Hebezeuge usw. der Wunsch, die Zugkraft beim Anfahren schon durch geeignete Rücksichtnahme bei der hydraulischen Gestaltung möglichst weitgehend zu steigern. Zur Beurteilung der bei irgendeinem verlustlosen Getriebe erreichbaren Idealdrehmomente M bzw. -zugkräfte ist in Fig. 1 die sogenannte ideale Zugkrafthyperbel"gestrichelt eingetragen, welche die erwähnte Momentenlinie 1 der Schiffsgetriebe bei Normaldrehzahl berührt. Dieser Hyperbel würde die gleichfalls gestrichelte horizontale-Linie konstanten Wirkungsgrades entsprechen. Beim Anfahren würde eine oo-Zugkraft erreicht werden, woraus zu schliessen ist, dass jedes technische Getriebe beim Anfahren den Wirkungsgrad 1) = 0 haben muss.
Die vorliegende Erfindung stellt sich nun zur Aufgabe, für Landfahrzeuge, Hebezeuge u. dgl. eine möglichst günstige, zwischen der Geraden 1 und der idealen Hyperbel liegende Momenten-oder Zugkraftlinie mit erheblich einfacheren Mitteln als bisher zu verwirklichen. Alsdann ergibt sich von selbst ein möglichst völliger, zwischen der parabolischen und der gestrichelten Tj-Linie liegender Verlauf des Wirkungsgrades.
Der bezügliche Stand der Technik ist durch folgende Tatsache gekennzeichnet :
Die Urausführung des Getriebes mit zwei Turbinenstufen erreichte den geradlinigen Momentenverlauf 1. In den Urpatenten des Erfinders (1905) ist u. a. die Anwendung nur von aussen nach innen beaufschlagter Turbinen (Francis-Typ) und von drei bis fünf Turbinenstufen empfohlen, in späteren Patenten die Vereinigung von zwei oder drei vollen Turbinenkreisläufen gleichen Drehsinnes.
Das Riessler-Getriebe hat im hydraulischen Gang mit zweistufiger Turbine und abwechselnd festbremsbarem oder freilaufendem Leitapparat nur die unter der geraden Linie 7 liegende, nach unten ge- krfimmte Momentenlinie III erreieht.
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Ljungström hält für Erzielung einer nach oben gekrümmten Momentenlinie 11 die Anwendung unendlich vieler Turbinenstufen, mindestens jedoch die von drei Stufen bei radialer Beschaufelung (davon zwei Francis-Turbinen), sowie die Anwendung besonders steiler Austrittswinkel für notwendig.
Er ist auch der Meinung, dass eine volle Entziehung der Tangentialkomponenten Cd der absoluten Strö- mungsgeschwindigkeit vor dem Rücktritt des Wassers in die Pumpe erforderlich sei (sogenannter senk- rechter Eintritt").
Coats erachtet die Anwendung einer Leitvorrichtung für nötig, welche aus einem festen und fünf beweglichen Leitschaufelkränzen besteht, die entweder einzeln frei umlaufen können oder deren Schaufeln frei drehbar sind. Die Turbine ist dabei nach Francis mit grossem Eintritts-und kleinem Austrittsradius durchgebildet.
Nach dem bisherigen Stande der Technik konnte sonach eine zwischen der Geraden 1 und der
Idealhyperbel liegende Zugkraftsteigerung nur mit ungewöhnlich verwickelten Bauarten erzielt werden.
Demgegenüber hat der Patentinhaber, zuerst durch vieljährige theoretische Berechnungen und dann durch Versuche, festgestellt, dass ähnliche Zugkraftsteigerungen, wie bei Linie 11 der Fig. 1, die bisher erst mit drei Turbinenstufen (sechs Rädern) oder mit einem festen und fünf drehbaren Leitkränzen (sechs Rädern) erreicht wurden, gegebenenfalls schon mit einer einzigen Turbinenstufe in einem Kreislauf aus drei festen Rädern erzielt werden können, also mit einem Bruchteil der bisher nötigen Mittel.
Diese nach dem bisherigen Stande der Technik völlig unerwartete, ja den Anschauungen anderer Fachleute direkt entgegengerichtete Wirkung wird nun erfindungsgemäss hauptsächlich durch die Kombination von drei bestimmten Merkmalen erreicht : a) Es dürfen im Kreislauf nur Turbinen angeordnet werden, deren Eintrittsradius kleiner als der Austrittsradius oder ungefähr gleich denselben ist (also keine Francis-Turbinen). b) Die Umfangsgeschwindigkeit u am Austritt der Turbine muss von der Grössenordnung der dortigen relativen Austrittsgeschwindigkeit w sein, wobei sich Austrittswinkel kleiner als 350 ergeben (Fig. 2). c) Die Schaufeln der Turbine oder Turbinen müssen am Eintritt stark verdickt sein.
Jedes dieser Merkmale ist für sich bekannt, aber in andern Kombinationen und demzufolge mit minderwertiger Momentsteigeltmg, während erst die Gesamtheit derselben den hier enthüllten überraschenden Fortschritt ergibt.
Die bisher übliche Zufügung von Zentripetalturbinen des Francis-Typs (Eintrittsradius grösser als Austrittsradius) zu der hier mit stark veränderlicher Förderhöhe (und Wassermenge) arbeitenden Pumpe verschlechtert z. B. merklich die Momentsteigerung eventueller Turbinen nach Merkmal a oder b + c.
Die vielfach dargestellten und noch neuerdings besonders empfohlenen steilen Schaufelwinkel lassen die hier beabsichtigte Wirkung, insbesondere bei Kraftwagen, ebensowenig erreichen wie die Verwendung dünner Blechschaufeln oder ungenügend verdickter Schaufeln.
Die bei Wasserturbinen an sich bekannten stark verdickten Schaufelköpfe dienen hier noch zu dem besonderen Zwecke, um das hochgesteigerte, bei den älteren Bauarten auf 2 oder 3 Turbinenkränze verteilte Drehmoment (insbesondere beim Anfahren) in hydraulisch und vom Festigkeitsstandpunkt günstiger Weise vorzugsweise durch einen einzigen Turbinenkranz genügend betriebssicher zu schaffen.
Die Erfindung beruht noch auf der folgenden wichtigen Erkenntnis. Man hat gelegentlich schon bei den alten Fourneyron-Turbinen (Austrittsradius grösser als Eintrittsradius) beobachtet, dass die Momentencharakteristik gegen den Festbremspunkt hin etwas nach oben gekrümmt ausfiel. Diese in Flüssen eingebauten Turbinen arbeiten aber unter andern hydraulischen Bedingungen als die vorliegenden Wechselgetriebe (Momentwandler). Bei einer Drehzahlverstellung zwischen Normal und Null bleibt nämlich das Gefälle des Flusses konstant.
Beim in sich geschlossenen Turbogetriebe dagegen ändert sich nicht nur das Gefälle für die Turbine erheblich, sondern auch die Wassermenge, weil nämlich in dem kurzgeschlossenen Kreislauf sofort eine Rückwirkung auf die Pumpe eintritt, die keine konstante Förderhöhe, sondern eine mit der Wassermenge sehr stark veränderliche (vgl. Q-H-Charakteristik) Förderhöhe liefert. Die Wassermenge stellt sich aber so ein, dass die Gesamtwiderstände in Pumpe, Turbine und Leitvorrichtung (Reibungen, Stösse und nützlich heruntergearbeitete Gefälle) bestritten wird.
Die Erkenntnis, dass die besondere Anwendung kleinerer Eintritts-, grösserer oder höchstens gleicher Turbinenaustrittsradien unter den eigenartig verschlungenen Strömungsbedingungen der vorliegenden Wechselgetriebe überraschend hohe Momentsteigerungen entscheidend mitbedingt, stellt einen wesentlichen Fortschritt der Getriebetechnik dar, insbesondere weil dadurch mit dem Vorurteil aufgeräumt wird, dass die an sich für den Scheitelwirkungsgrad günstige Franeis-Turbine, mit grösseren Eintritts-, kleineren Austrittsradius, auch für die selbsttätige Zugkraftsteigerung beim Anfahren überlegen sei.
Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass der oder die Leitapparate in Gebiete möglichst grosser Radien gelegt und der verbleibende Rücklaufkanal zur Pumpe als sehaufel- loser Raum mit Innenkern ausgeführt wird. Der Leitapparat hat dem Wasser einen bestimmten Drall c. '
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(Umfangskomponente mal Radius) zu erteilen. Wird insbesondere die Austrittskante des Leitapparates auf grosses r. gelegt, so kann c und damit die ganze Strömungsgeschwindigkeit c und der dem c proportionale Reibungsverlust erheblich verringert werden, da die glatten Seitenwände des folgenden schaufellosen Raumes poliert werden können und daher geringste Reibungsverluste für das nach innen anwachsende c bedingen.
In den weiteren Abbildungen sind entsprechende Teile mit gleichen Ziffern bezeichnet.
Fig. 2 stellt eines der üblichen Turbinendreiecke dar, wobei erfindungsgemäss die Umfangsgeschwindigkeit u und die Strömungsgeschwindigkeit (hier Relativgeschwindigkeit am Kanalaustritt) von ungefähr gleicher Grössenordnung sind. Bei Festbremsung erhöht sich ; p beträchtlich. Als Schaufelwinkel ss ergeben sich dann Winkel - < 350, während bei grösseren Winkeln sich ungünstige Verhältnisse u/w (nämlich zu kleine u im Vergleich zu TV) ergeben würden. Die Schaufel kann beispielsweise die dargestellte abgerundete, bei Dampfturbinen, Propellern, Pumpen und Wasserturbinen an sich bekannte Form besitzen, sie kann aber auch in geeigneter Weise zugespitzt sein, jedenfalls aber muss sie stark verdickte Eintrittsenden besitzen.
In Fig. 3 sitzt auf der Primärwelle 1 das Pumpenrad 2, welches das Wasser unmittelbar in das gleiehaehsige Turbinenrad 3 ausgiesst, das durch die Scheibe 8 mit der Sekundärwelle 9 gekuppelt ist.
Darauf strömt das Wasser durch den auf grösstem Radius angeordneten Leitkranz 4 des feststehenden Gehäuses 7 und dann zurück zur Pumpe durch den schaufellosen Raum 6. Mit dieser einfachen Anordnung sind besonders gute Momenteharakteristiken ähnlich Linie II in Fig. 1 erzielt worden.
In besonderen Fällen, z. B. zwecks Erzielung zylindrischer Schaufelkanäle oder zwecks Anordnung axial verschiebbarer Leitkanäle, können dieselben statt an der Stelle 4 auch an der Stelle 4'montiert sein.
Während Fig. 3 die allereinfachste Ausführungsform der Erfindung schematisch darstellt, ist in Fig. 4 ein verbessertes Getriebe mit weiteren Erfindungsgegenständen gezeichnet.
Diese dienen hauptsächlich dazu, den Durchschnittswirkungsgrad für einen möglichst weiten Bereich der Turbinendrehzahl n zu erhöhen. Die erste, vom Erfinder schon früher angegebene Massnahme hiefür besteht darin, dass der Kreislauf des in Fig. 3 dargestellten reinen Momentwandlers durch geeignete Untätigmaehung des oder der Leitapparate in einen praktisch leitapparatlosen Kupplungskreislauf verwandelt wird.
Das Mittel hiezu besteht darin, den Leitapparat in geeigneter Weise zu bewegen. Dies kann erstens dadurch geschehen, dass man ihn in an sich bekannter Weise frei rotieren lässt, zweitens dadurch, dass man ihn aus dem Kreislauf durch axiales Verschieben entfernt und durch einen schaufellosen Raum oder durch einen Kanal ersetzt, welcher nur Stützsehaufeln ohne nennenswerte Dralländerung enthält.
Endlich können die beiden letztgenannten Massnahmen vereinigt ausgeführt werden.
In Fig. 4 haben die Teile 1, 2, 3, 9 die frühere Bedeutung der Fig. 3, jedoch sind zwei verschiedene Leitapparate 4a und 4b vorhanden, welche zusammengekuppelt auf dem Boden 11 sitzen, dessen Nabe 14 auf der festen Büchse 13 gleitet, durch welche die Primärwelle 1 hindurchgeht. 13 und 14 sind so miteinander verbunden, dass 14 auf. M eine Axialschiebung, jedoch keine Drehung ausführen kann. Dagegen kann die Büchse 14 auf oder zusammen mit der Primärwelle 1 nach Wunsch rotieren oder durch die Bremsscheibe 16 durch eine geeignete, nicht gezeichnete Bremsvorrichtung gegen Drehung festgehalten werden.
Der Zweck dieser Einrichtung besteht z. B. darin, bei kleinen Fahrgeschwindigkeiten (Anfahren) zur Erzeugung höchster Zugkräfte und Wirkungsgrade il (Fig. 3) den Leitapparat 4a einzuschalten, bei hoher Fahrgeschwindigkeit dagegen einen andern Leitapparat 4b, der eine entsprechend angepasste Schaufelung besitzt. Bei höchsten Fahrgeschwindigkeiten können dann beispielsweise die Leitapparate überhaupt durch Lösung der Festbremsung bei 16 losgelassen und der Kreislauf dadurch in eine weiche Kupplung verwandelt werden.
Die letztere kann endlich bei höchster Geschwindigkeit durch Einschaltung einer geeigneten Festkupplung nach dem Reibungs-oder Zahnprinzip durch starre Kupplung ersetzt und der Wirkungsgrad N gemäss Fig. 5 auf nahezu 100% gebracht werden, so dass auf engstem Raum alle heute verfügbaren Mittel zur Steigerung von Zugkraft und Wirkungsgrad vereinigt sind.
Die Festkupplung kann im innern Kern des Kreislaufes oder im Innern des Getriebsgehäuses oder ausserhalb desselben angeordnet sein. In Fig. 4 ist sie gemäss dem zweiten Fall und als Zahnkupplung ausgeführt.
Am Primärteil 2 sitzen die Zähne 18, am Sekundär-und zugleich axial beweglichen Kupplungsteil 20 sitzen die Zähne 19. Der Kupplungsteil 20 ist beispielsweise als Kolben ausgeführt, der sich in dem zylindrischen Ansatz 25 des Sekundärgehäuses 5 axial verschieben und durch Überdruck oder Unterdruck von Wasser, Öl, Druckluft od. dgl. gegen rechts bewegen lässt, um 18 und 19 und damit 1 und 9 direkt zu kuppeln. Die Rückführung dieses Kupplungsgliedes kann entweder durch eine Zugfeder 22 oder selbst wieder durch Flüssigkeitsüber-oder-unterdruck erfolgen. Die Drehung des Kolbens 22 gegenüber dem Zylinder 25 wird durch geeignete Lappen 23 an 20 und 25 verhindert.
Vor der Nebenscheibe 11 der Leitkränze kann erfindungsgemäss die mit der Hülse 13 starr gekuppelte Scheibe 10 angebracht werden, um die Reibungsverluste im hydraulischen Kupplungsgang namentlich dann einzuschränken, wenn nur ein einziger Leitapparat axial nach rechts entfernt wird, wie in Fig. 6 dargestellt.
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dient, während der Einlaufteil so gestaltet wird, dass er dem nur für höhere und mittlere Geschwindigkeiten geeigneten Auslaufteil zu einer Art Hakenschaufel ergänzt, welche wiederum für kleinere Geschwindigkeiten und insbesondere für die Erzeugung höchster Anfahrzugkräfte bestgeeignet ist.
Hiedurch werden gewissermassen die in früheren Patenten des Erfinders dargestellten zwei-oder mehrfach verzweigten Kreisläufe für Wechselgetriebe in einen einzigen Kreislauf zusammengelegt und dadurch eine wesentliche Vereinfachung und Verbesserung erzielt, zumal sich gezeigt hat, dass die in jedem Fall gemeinsame Pumpe schon in sich hydraulisch für beide Gangarten günstige Eigenschaften verkörpern kann.
Fig. 7 stellt derartige, aus einem Einlaufteil 30 und einem Auslaufteil 31 bestehenden Sonderschaufeln dar, welche sowohl für die Veränderung der Leitapparate wie für die der Turbinenläufer verwendet werden können. 31 hat z. B. die typische Form der Überdruckschaufeln entsprechend höherer und mittlerer Geschwindigkeit der Turbine, während die Vereinigung von 30 und 31 eine günstige Gleichdruckturbinensehaufelung ergibt.
Als weitaus bestes Mittel zur Herstellung einer solchen Universalschaufelung eignet sich wieder das vom Erfinder in seinen Urpatenten angegebene Mittel der Axialverschiebung des Ergänzungskranzes 30.
Diese Einrichtung ist in Fig. 9 dargestellt, wo z. B. 31 den dauernd benutzten Kranz des Leit- apparates bedeutet, während 30 der Ergänzungsring ist, der in die mit der festen Leitvorrichtung verbundene Kammer 32 verschwinden kann. Die Bewegung erfolgt z. B. in bekannter Weise mit Hilfe des
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hydraulischen Druckes im Getriebe selbst. Sie ist längst bekannt und bildet daher nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Der Ergänzungskranz 30 liegt selbstverständlich im Strömungssinn vor dem dauernd benutzten Auslaufkranz 31, also hier z. B. auf grösserem Radius als 31.
Genau entsprechend kann nun zur Erzeugung der höchsten Anfahrzugkräfte und Wirkungsgrade auch ein Turbinenauslaufkranz 31'mit dem Gehäuse J und dem Kern 33 fest verbunden sein, während der Zusatzkranz 30'in die Kammer 34 des Sekundärläufers bei mittleren und höheren Fahrtstufen verschwinden kann. Die Verstellung kann z. B. in der vom Erfinder früher angegebenen Weise sogar automatisch erfolgen. Die Aufnahmekammern 32 und 34 können je nach Wunsch im Innern des Kerns oder auf der Aussenseite des Gehäuses liegen.
In Fig. 9 ist ferner noch schematisch angedeutet, wie die als Reibungs-oder Zahnkupplung ausgebildete Feststellvorrichtung 35 zwischen Primärteil und Sekundärteil 9 innerhalb des Pumpenrades 2 angebracht sein kann. Die Abbildung zeigt, dass auch bei geteilten Leitradkränzen 30, 31 ausser der Axialbewegung des Ergänzungskranzes 30 noch ein Freilaufenlassen beider Leitkränze zusammen in einfachster Weise erfindungsgemäss möglich ist, sobald gewünscht wird, dass der genannte Leitapparat beim Übergang vom Wandler-auf Kupplungsbetrieb im Sinne der Dralländerung unwirksam gemacht werden soll. Die Einrichtung hiefür entspricht der in Fig. 4 und 6 dargestellten.
Auch die hier für die eingangs angeführte Sonderbeschaufelung gezeichnete Verbesserung durch Axialschiebung von Zusatzleitkränzen kann selbstverständlich auch für allgemeinere Formen des Kreislaufes ohne die speziellen drei Merkmale des Anspruches 1 mit grösstem Vorteil verwendet werden.
Erfindungsgemäss können die nur bei kleinerer Turbinendrehzahl in Tätigkeit gesetzten Vorschaufeln auch an einer von den Hauptschaufeln vollkommen getrennten Stelle liegen. Z. B. könnte in Fig. 4 der Turbinenkranz 3 beweglich eingerichtet werden und als Vorschaufel Verwendung finden, während am äusseren Scheitel der Axialturbinenkranz 3 als Hauptschaufel ständig benutzt wird (in Fig. 4 gestrichelt gezeichnet). In ähnlicher Weise kann auch der Vorkranz eines Leitapparates von seinem Hauptkranz räumlich erheblich getrennt sein. Diese Trennung kann auch hydraulische Vorteile bieten, um ungeordnete Strömungen, wie sie bei Stossgang vielfach auftreten, möglichst frühzeitig stromauf oder stromab zu ordnen und dadurch Zugkraft und Wirkungsgrad zu steigern.
Auch lässt sich vielfach eine erheblich bessere Raumausnutzung des Kreislaufes erzielen und die Reynoldssche Kennziffer der Schaufelkanäle erheblich vermehren, was auf die Reibungsverluste günstig wirkt.
In besonderen Fällen können die Vorschaufeln gegebenenfalls mit doppelter oder dreifacher Schaufelzahl des Hauptkranzes ausgeführt sein, um die Stossverluste bei besonders langsamer Gangart, d. h. kleinem n, weitgehend zu verringern und dadurch die Anfahrzugkräfte besonders stark zu steigern.
In den Abbildungen sind zunächst Turbinen nach dem Zentrifugalsystem mit kleinem Eintrittsund grösserem Austrittsradius dargestellt. Dies ergibt die an sich günstigsten Resultate in bezug auf Momentsteigerung. Jedoch können der Eintritts-und der Austrittsradius in geeigneten Sonderfällen auch ungefähr gleich gemacht werden, ohne dass diejenigen Verschlechterungen der Zugkraftsteigerung eintreten, welche den von aussen nach innen beaufschlagten Francisturbinen zu eigen sind.
Selbstverständlich können statt der dargestellten einstufigen Sekundärturbinen auch zwei-und mehrstufige Turbinen im Sinne der Erfindung angewendet werden. Z. B. können auf der gleichen (etwa linken) Seite des Kreislaufes zwei Zentrifugalturbinen (Fourneyron) mit zwischengeschaltetem Leitapparat ausgeführt werden, wobei entweder der ganze übrige Kreislauf schaufelfrei gestaltet oder nur nahe seinem äusseren Umfang mit einem zweiten Leitapparat ausgerüstet wird. Oder es kann eine Zentrifugalturbine ähnlich Fig. 3 Bezeichnung 3 mit einer Axialturbine am Scheitel kombiniert werden unter Zwischenschaltung eines geeigneten Leitkranzes.
Eine weitere wichtige Verbesserung der bisherigen Turbinengetriebe besteht darin, dass am Eintritt der Pumpe ein Vordrall Cu1 r, von 25 bis 50% des Austrittsdralles cs 1'2 durch geeignete Gestaltung der Schaufelung des vorhergehenden Rades (Leitkranzes oder Turbinenkranzes) hergestellt wird. Diese Erkenntnis hat sich als besonders günstig erwiesen, um eine möglichst einfache Schaufelung für die Pumpe zu erzielen.
Ja man kann sogar so weit gehen, dass der relative Eintrittsdrall WUl1'l zu Null wird, so dass auch WU1 (die Umfangskomponente der relativen Eintrittsgeschwindigkeit) zu Null wird, d. h. die Pumpenschaufel unter ungefähr rechtem Winkel gegen den Umfang des Pumpenrades steht (Fig.
10, rechter Winkel R). Da nun nach den hydrodynamischen Gesetzen in einem richtig konstruierten Transformatorkreislauf im schaufelfreien Raum vor der Pumpe überall derselbe Drall CU1 1'1 herrschen muss, unabhängig von der Radialkomponente er der Strömungsgeschwindigkeit e, so ergibt sich die grundlegend wichtige Tatsache, dass man bei Innehaltung der genannten Vorschrift zylindrische Schaufeln für die
Pumpe verwenden kann, ohne befürchten zu müssen, dass erhebliche Stossverluste infolge der sehr ungleichartigen Meridiangeschwindigkeiten cm, bestehend aus er und ea, erzeugt werden. Die genannte Massnahme gibt also einen Weg, eine exakt richtige Potentialströmung in den scharf gekrümmten Kreisläufen schon mit Hilfe zylindrischer Schaufeln herstellen zu können.
Dies bedeutet einen wichtigen Fortschritt in bezug auf Verbilligung derartiger Getriebe, weil zylindrische Schaufeln nicht nur im Guss oder in der sonstigen Herstellung billiger sind, sondern vor allem auch viel leichter zu bearbeiten und zu polieren sind.
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Selbstverständlich braucht die genannte Vorschrift relativ senkrechten Eintritts nicht mathematisch streng durchgeführt zu werden, es genügt schon, wenn durch hinreichend grossen Vordrall ein entsprechend steiler Eintrittswinkel erzielt wird.
Ein weiterer Vorteil der genannten Massnahme besteht darin, dass die sonst meistens bei den Pumpen unumgängliche relative Verzögerung der relativen Eintrittsgeschwindigkeit M) i auf einen wesentlich kleineren Betrag W2 - < wJ. vermindert, ja in die wesentlich günstigere Relativbeschleunigung W2 > - WJ. verwandelt werden kann. Verzögerung in Turbinenkanälen ist bekanntlich in jedem Falle ungünstig, in besonderem Masse jedoch Relatiwerzögerung in Pumpen-oder Turbinenlaufrädern.
Bemerkenswert ist dabei, dass der einzige Konstrukteur, der bisher mit lauter festen, d. h. nicht irgendwie regulierbaren Turbinenschaufelungen die stark nach oben gekrümmte Momentenlinie II der Fig. 1 erzielt hat, nämlich Lysholm-Ljungström, in seinen Patenten empfiehlt, vor der Pumpe keinen Vordrall zuzulassen, sondern die Umfangskomponente der Strömung durch die vorhergehenden Laufräder möglichst vollständig bis auf Null zu entziehen, damit nämlich der angeblich Austrittsverlust aus der letzten Turbine, der in Wahrheit beim Transformator überhaupt nicht existiert, möglichst gering werde. Die vorliegende Erfindung stellt daher auch diesen grundlegenden Irrtum durch eine neue Vorschrift richtig.
Eine grosse Anzahl der Ansprüche ist selbstverständlich unabhängig von den besonderen Merkmalen des Anspruches 1 und den gezeichneten Ausführungsbeispielen anwendbar. Sie lassen sich ohne weiteres auf Ausführungsformen von Turbinen, Pumpen oder Turbogetrieben allgemein anwenden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Turbogetriebe für verstärkte selbsttätige Momentsteigerung beim Anfahren, dadurch gekennzeichnet, dass nur Sekundärräder verwendet werden, deren Eintrittsradius kleiner oder höchstens gleich dem Austrittsradius ist und deren am Eintritt stark verdickte, gegebenenfalls abgerundete Laufschaufeln am Austritt unter so flachen Winkeln ss2 gegen den Umfang gestellt sind, dass die relative Austrittsgeschwindigkeit (W2) und die dortige Umfangsgeschwindigkeit (u2) bei der Scheiteldrehzahlin der Grössenordnung übereinstimmen.