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Kennwort: Schaltbares Planetengetriebe" Schaltbares Planetengetriebe
für einen Kühlwasserpumpenantrieb Die Erfindung betrifft ein schaltbares Planetengetriebe
für einen Xühlwasserpumpenantrieb, welches ein erstes, mit einer Antriebswelle und
ein zweites, mit einer Abtriebswelle verbundenes sowie ein drittes, erforderlichenfalls
mit einer bestimmen Drehzahl antreibbares Getriebeglied aufweist.
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Zur Umwälzung des Kühlwassers sowohl in konventionellen Dampfkraftwerken
als auch in Kernkraftwerken werden üblicherweise vertikale Pumpen eingesetzt. Der
Antrieb dieser Pumpen erfolgt dabei meistens durch Elektromotoren über ein zwischengeschalte
tes Planetengetriebe. Diese Ausführung hat sich wegen des kleinen Bauraumes des
Planetengetriebes und der Koaxialität des Antriebs weitgehend durchgesetzt. Auch
aus GerEusch- und Wirkungsgradgrtinden wird das Planetengetriebe bevorzugt.
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Aufgrund des zunehmenden Mangels an Kühlwasser aus Flüssen und Seen
bei saisonalem Wassermangel müssen zeitweise zusätzliche Verdunstungsküliler, Kühltürraie,
eingeschaltet werden. Dies bedeutet jedoch einen höheren Widerstand in der Umlaufleitung,
wodurch eine höhere Antriebsleistung verlangt wird. Da die Kühlwasserpumpen Kreiselmaschinen
sind, kann der höhere Druck nur auf dem Wege über eine höhere Drehzahl erreicht
werden.
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Es besteht daher das Problem, ein Getriebe vorzusehen, das wenigstens
zwei verschiedene Drehzahlen aufweist, und zwar eine niedere Drehzahl für den Dauerbetrieb
bei Fluß- oder Seewasserkühlung, und eine höhere Drehzahl bei Verdunstungskühlung,
die
nur an relativ wenigen Tagen oder Wochen des Jahres gefahren
wird. Zur Kraftübertragung ist dabei eine symmetrische Lastverteilung anzustreben.
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Es sind Zahnradübersetzungsgetriebe zur Übertragung großer Kräfte
bekannt, die von einem mit der Antriebswelle verbundenen Zahnrad aus über mehrere
Zwischenwellen mit unter sich gleichen Zahnrädern ein mit der Abtriebswelle verbundenes
Zahnrad antreiben.
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Mit einem derartigen Getriebe läßt sich jedoch nur eine bestimmte
Drehzahl übertragen.
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Weiterhin sind Planetengetriebe bekannt, bei denen zur Ubertragung
von verschiedenen Drehahlen ein Getriebeglied mit einem zweiten Motor versehen ist.
Nachteilig ist dabei, daß ein zweiter Antriebsmotor erforderlich ist und weiterhin
auch keine gleichmäßige Lastverteilung besteht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung der bekannten
Vorteile eines Planetengetriebes, diescs für wenigstens zwei verschiedene Drehzahlen
derart auszubilden, daß mit geringem Aufwand eine gleichmäßige lastverteilung zur
Übertragung von großen Kräften erreicht wird.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das dritte Getriebeglied
Uber wenigstens zwei parallele und synimetrisch zur Getriebeachse angeordnete Vorgelegewellen,
die Ubei Zahnräder und wenigstens eine Kupplung mit dem das erste Getriebeglied
antreibenden Motor verbunden sind, antreibbar ist. Im 1. Gang, dem Hauptgang dagegen
steht das dritte Getriebeglied still. Erst bei Fahren ir.l 2. Rang, d.h. mit der
helleren Drehzahl, bei Einschaltung des Verdunstungskühlers, wird das dritte Getrlebeglied
angetrieben.
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Durch diese Maßnahme bleiben die Vorteile eines Planetengetriebes,
wie kleiner Bauraum und Koaxialität des Antriebes, erhalten, und durch die symmetrische
Lastverteilung wird ein einseitiges Ausweichen der Getriebeglieder verhindert bzw.
werden zusätzliche Elemente (Lager etc.) zur Aufnahme der Reaktionskräfte vermieden.
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Von Vorteil ist weiterhin, daß zur Ubertragung der verschiedenen Drehzahlen
kein zweiter Motor erforderlich ist.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Vorgelegewellen als
Torsionswellen aus£ebildet. Damit wird eine gleichmäßige Lastverteilung erreicht.
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Erfindungsgemäß kann die Kupplung, mit welcher crforderlichenfalls
die Vorgelegewellen in Eingriff gebracht werden, als einfache Klauenkupplung oder
als Zahnkupplung ausgebildet sein. Die Umschaltung auf die hellere Drehzahl erfolGt
dann im Stillstand.
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Zur Ermöglichung einer Umschaltung auch während des Betriebes ist
in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Kupplung als Reibungskupplung,
insbesondere als Lamellenkupplung, ausgebildet ist.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin,
daß eine hydraulische Kupplung verwendet wird, wodurch ebenfalls ein während des
Betriebes durchführbarer Zu- und Abschaltvorgang möglich ist. In geeigneter Weise
werden hierzu Föttinger-Kupplungen verwendet. In diesem Falle erübrigt sich der
Einbau von Torsionswellen, da diese Kupplungen infolge ihres Schlupfes autoriatisch
eine gleichmäßige Lastverteilung auf die Vorgelegewellen vornehmen.
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Ein weiterer Gedanke der Erfindung ist darin zu sehen, daß eine Rücklaufsperre
vorgesehen ist. Dalnit wird eine Abstützung des nicht eingeschalteten Stranges erreicht.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Abtriebswelle
mit einem Axialdrucklager versehen ist. Damit läßt sich der Pumpenschub aufnehmen.
Im weiteren ist die erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 ein schaltbares Planetengetriebe itt einer Zahnkupplung,
Fig.
2 ein schaltbares Planetengetriebe mit einer Lamellenkupplung, Fig. 3 ein schaltbares
Planetengetriebe mit FlUssigkeitskupplungen.
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Das Planetengetriebe besteht in üblicher weise aus einer Antriebswelle
1 mit einem Sonnenrad 2. Üie Kraftübertragung erfolgt ueber ein Planetenrad 3 und
ein Hohlrad 4 auf die Abtriebswelle 5.
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Um den erforderlichen höheren Druck für die Kühlwasserpumpen bei Inbetriebnahme
eines Kühlturmes zu erreichen, wird das Pianetengetriobe auf eine höhere Drehzahl
geschaltet. Dies geschieht über ein auf der Antriebswelle 1 angebrachtes Stirnrad
6, das mit zwei auf Vorgelegewellen 7 und 8 angebrachten Zahnrädern 9 und 10 kämmt.
Die Übertragung von den beiden Vorgelegewellen 7 und 8 auf das mit einer Außenverzahnung
versehene Hohlrad 4 erfolgt Uber zwei weitere Zahnräder 11 und 12.
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Zur Abstützung des Reaktionsmomentes auf das Hohlrad 4 ist an diesem
eine Rüeklaufsperre 13 angebracht. Der Einbau einer Rück laursperre ari den beiden
Vorgelegewellen 7 und 8 ist jedoch gleichfalls möglich.
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Um den Pumpenschub abzufangen, ist die Abtriebswelle 5 mit einem Axialdrucklager
14 versehen.
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Gemäß Fig. 1 erfolgt das Einschalten der höheren Drehzahl durch eine
verschiebbare Zahnkupplung 15, die die Verbindung des Stirnrades 6 mit der Antriebswelle
1 herstellt. In der Figur ist die Zahnkupplung 15 linksseitig im eingerückten und
rechtsseitig im ausgerückten Zustande gezeigt Die beiden Vorgelegewellen 7 und 8
sind dabei als Torsionswellen ausgebildet, wobei die Zahnräder 9 und 10 über Buchsen
16 und 17 mit den Torsionswellen verbunden sind, während die Zahnräder 11 und 12
direkt auf den beiden Wellen sitzen.
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In Fig. 2 ist ein Planetengetriebe gleicher Bauart, wie in Fig. 1
beschrieben, dargestellt. Lediglich die Zahnkupplung 15 ist durch eine Lamellenkupplung
18 ersetzt, wodurch eine Umschaltung während des Betriebes möglich ist.
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In Fig. 3 ist ein Planetengetriebe dargestellt, bei dem die Zuschaltung
der beiden Vorgelegewellen 7 und 8 durch zwei hydraulische Kupplungen (PEttlnger-Kupplungen)
19 und 20 erfolgt. Das Stirnrad 6 ist in diesem Falle fest mit der Antriebswelle
1 verbunden. Die beiden Vorgelegewellen 7 und 8 können in diesem Falle als einfache
Wellen ausgebildet sein, da die Kupplungen inrolge ihres Schlupfes autonatisch eine
gieichmhßige Lastverteilung vornehmen. Weiterhin sind die Rücklaufsperren 13 an
den beiden Vorgelegewellen 7 und 8 angebracht. Die Rücklaufsperre kann jedoch auch
gleichfalls an dem Hohlrad 4 angebracht sein.