DE2543257C3

DE2543257C3 - Drehgetriebe zum Rollen eines Turbinenrotors

Info

Publication number: DE2543257C3
Application number: DE2543257A
Authority: DE
Inventors: Gerhard A. Ballston N.Y. Nickstadt; Francis Douglas Schenectady N.Y. Ryan
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1974-09-30
Filing date: 1975-09-27
Publication date: 1982-07-15
Also published as: DE2543257B2; GB1506754A; DE2543257A1; CA1025696A; US3919894A; CH591628A5; JPS5160806A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Drehgetriebe zum Rollen eines Turbinenrotors gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein derartiges Drehgetriebe ist aus der DE-PS 7 20 161 bekannt.

Ein Drehgetriebe ist eine motorgetriebene Zahnradverbindung, deren Hauptaufgabe darin besteht, einen Turbinenrotor langsam zu rollen, bevor die Turbine gestartet und nachdem sie abgeschaltet wird, um sicherzustellen, daß der Rotor gerade bleibt. Der Turbinenrotor hat nämlich die Tendenz, sich während relativ langer Stillstandszeiten zu senken oder durchzuhängen. Ein Turbinenrotor kühlt sich auch ungleichmäßig ab, wenn er für einen Zeitraum stillsteht. Auch dies kann dazu führen, daß sich der Rotor biegt, was eine stärke Vibration und Reibung der stationären Teile zur Folge haben würde, wenn der Rotor bei nur einigen wenigen hundert Umdrehungen pro Minute rotiert. Eine sekundäre Funktion des Drehgetriebes besteht darin, einen Rotor während der Montage, Auswuchtarbeiten und Inspektionen in eine neue Position zu bringen.

Gemäß der eingangs genannten DE-PS 7 70 161 wird das Drehgetriebe betätigt, wenn ein Rotor nach einer Betriebsperiode bis zum Stillstand ausläuft Eine kurze Zeit vor der Stillstandsanzeige von der Turbine wird der Motor des Drehgetriebes eingeschaltet Wenn die Stillstandsanzcige empfangen wird, dreht ein Druckzylinder des Drehgetriebes einen Stoßritzelträger in eine Position neben einem Triebrad auf dem Turbinenrotor. Das Stoßritzel selbst, das von dem Hauptgetriebemotor über eine Zahnradverbindung gedreht wird, wird in einen Eingriff mit dem Triebrad des Turbinenrotors

ίο gezwungen.

Der Hauptgetriebemotor muß ein ausreichendes Drehmoment besitzen, um den Turbinenrotor zu rollen. Andererseits muß er aber auch ein genügend kleines Trägheitsmoment aufweisen, um übermäßige Stoßkräf-

;·> te an den Zahnrädern zu vermeiden. Es ist nahezu unmöglich, zwischen beiden Forderungen einen vernünftigen Kompromiß zu finden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Drehgetriebe zu schaffen, bei dem trotz des hohen Drehmoments des Hauptgetriebemotors die Zahnradverbindungen nicht überbeansprucht werden.

Diese Aufgabe wird durch die im Paienianspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß vor dem Einschalten des Hauptgetriebemotors der Stellmotor das in das Rotortriebrad einrückbare Aniriebsritzel langsam dreht und ein sanftes Ineinandergreifen der Zahnräder gewährleistet. Anschließend sind die Zahnräder unter dem Kippmoment des Stellmotors in Drehrichtung »vorgespannt«, d. h. sie liegen kraftschlüssig aneinander an. Dadurch ist jedes Spiel zwischen den einzelnen Zahnrädern vermieden, das andernfalls beim Einschalten des Hauptgetriebemotors zu Stoßbelastungen führen würde, die die Zahnradzähne beschädigen und sogar herausschlagen können. Durch das Drehgetriebe gemäß der Erfindung können die Spitzenlasten unter

ίο ansonsten gleichen Bedingungen urr. den Faktor 4 bis 6 gesenkt werden.

Die Erfindung wird nun anhand der folgenden Beschreibung und der Zeichnung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Teilquerschnittsansicht des Drehgetriebes und des Triebrades des Rotors gemäß dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung.

F i g. 2 ist eine schematische Darstellung und zeigt das Drehgetriebe gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig.2A ist eine schematische Darstellung des Stoßritzels und des Haupttriebrades.

Das in Fig. 1 gezeigte Drehgetriebe 10 weist einen ein kleines Drehmoment aufweisenden Motor 11 auf, der für ein im voraus erfolgendes Einrücken sorgt und der tandemartig oder in Reihe mit einem größeren Hauptantriebsmotor 13 auf einem Rahmen 15 montiert ist und eine Zahnradverbindung 17 antreibt. Die Zahnradverbindung endet mit einem Stoßritzel 19, das auf einem bewegbaren Träger 21 montiert ist. Das Stoßritzel greift selektiv in ein Triebrad 23 ein, das auf dem Turbinenrolor montiert ist. Ein Druckströmungszylinder 23, der an dem einen Ende an dem Rahmen befestigt ist, betätigt ein Gestänge 27, das an dem bewegbaren Träger 21 befestigt ist, um den Träger so zu bewegen, daß das Stoßritzel mit dem Triebrad des Rotors in Eingriff kommen kann.

Der ein kleines Drehmoment aufweisende Motor oder der für einen Voreingriff sorgende Motor 11 ist

tandemartig oder in Reihe mit dem größeren Hauptantriebsmotor 13 so angebracht, daß diese zwei Motoren eine gemeinsame Ausgangswelle 31 aufweisen. Die Ausgangswelle 31 treibt ein Planetengetriebe 33 an, das ein Sonnenzahnrad 35 und Planetenräder 37 umfaßt, die in einem stationären Kammrad 39 angebracht sind. Die Planetenzahnräder treiben eine Keilverzahnung 41 an.

Die Keilverzahnung 41 treibt eine Antriebswelle 43 an, die ein Kegelrad 45 an ihrem Ausgangsende aufweist Da* Kegelrad 45 treibt ein Untersetzungszahnrad 49 an, das koaxial mit einem Ritzel 51 angeordnet ist Das Ritzel 51 kämmt mit einem zweiten Untersetzungszahnrad 53 ein und treibt dieses an. Das zweite Untersetzungszahnrad ist koaxial zu einem Ritzel 55 angeordnet, das mit einem Ritzel 57 einkämmt und dieses dreht

Das Ritzel 57 kämmt mit dom Stoßritzel 19 ein und dreht es. Das Stoßritzel 19 ist auf dem bewegbaren Träger 21 montiert Das Ritzel 57 hat eine Rotationsachse, die mit der Rotationsachse des bewegbaren Trägers koinzidiert, wodurch sich der Träger in und aus einem Eingriff mit dem Triebrad gegenüber dem Stoßritzel 19 bewegen kann, während das ¹SIoBrItZeI 19 und das Ritzel 57 kontinuierlich eingekämmt bleiben. Diese Konstruktion ist deutlich in Fig.2A gezeigt, in der die gestrichelten Linien die getrennte oder ausgerückte Position des Stoßritzels und des Trägers zeigen.

Der bewegbare Träger bzw. Schlitten oder Wagen wird mit dem Triebrad durch den Druckströmungszylinder 25 und das zugehörige Gestänge 27 in Eingriff gebracht, wobei das Gestänge an dem bewegbaren Schlitten oder Wagen befestigt ist. Der Schlitten oder Wagen weist weiterhin einen Anschlag 61 auf, der ein Stift oder ähnliches sein kann, der in einem Joch 63 gleitet, welches an dem Drehgetrieberahmen befestigt ist Der Druckströmungszylinder kann durch einen nicht gezeigten Schalter betätigt werden, beispielsweise durch ein Luftspulenventil, das durch ein elektrisches Signal betätigt wird. Wenn das Stoßritzel und das Triebrad t.nmal in Eingriff stehen, trennen sie sich nicht, außer wenn der Turbinenrotor schneller läuft als er durch das Drehgetriebe angetrieben wird, beispielsweise wenn er durch ein Arbeitsmittel angetrieben wird. Die in Eingriff stehende drehende Zahnradverbindung (wenn der Turbinenrotor angeuieben wird) ruft eine Zahnkrdftbelastung auf ihren Ritzelhebelarm hervor, deren Richtung so ist, daß das Stoßritzel in der Eingriffsposition gehalten wird. Wenn das in Eingriff stehende Drehgetriebe gestopt wird, kommen der Turbinenrotor und das Zahnrad in der Eingriffspositioi» zum Stillstand.

Die Zahnradverbindung wird automatisch getrennt bzw. ausgerückt, wenn die Drehzahl des Turbinenrotors (bei Antrieb durch Dampf) die Drehzahl des Drehgetriebes überschreitet Dies kehrt die Zahnkraft zwischen dem Stoßritzel und dem Triebrad um, so daß das Ritzel aus dem Triebrad heraus gedrückt wird und die Einkämmung verliert Der Schlitten bzw. Wagen besitzt ein leichtes Gegengewicht zu der ausgerückten Position, so daß, wenn die Zahnberührur.g mit dem Triebrad verloren gegangen ist, der Schlitten bzv/. Wagen immer abfällt und ohne Berührung mit dem Triebrad bleibt.

Die Arbeitsweise des DrehfMriebes gemäß der Erfindung ist wie folgt. Wenn eine Turbine, beispielsweise eine Dampfturbine, k_,tartet wird oder zum Stillstand ausläuft, betätigt ein elektrisches Signal, das entweder automatisch oder manuell gegeben wird, den für ein im voraus erfolgendes Einrücken sorgenden Motor mit kleinem Drehmoment, der ein dreiphasiger Motor mit kontinuierlichem Blockiermoment, einer Umdrehungszahl von 450 U/min und einer Leistung von 10 PS sein kann. Wenn der Rotor im wesentlichen in Ruhe ist, wird der Druckströmungszylinder betätigt, um den Wagen bzw. Schlitten in eine Eingriffsposition mit dem Rotortriebrad zu bewegen. Nach einem Eingriff zwischen dem Stoßritzel und dem Triebrad blockiert der Stellmotor und der Hauptdrehmotor wird betätigt. Der Hauptmotor kann ein dreiphasiger Motor mit zwei Geschwindigkeiten von 750/1500 U/min und einer Leistung von 100PS sein. Anschließend rollt das Drehgetriebe den Rotor, bis der Rotor unter Dampf mit einer ausreichenden Drehzahl umläuft, damit das Stoßritzel von dem Triebrad abfällt, wie es vorstehend ■~rläutert wurde.

Hier/u 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Drehgetriebe zum Rollen eines Turbinenrotors durch selektiven Eingriff mit einem Triebrad auf dem Turbinenrotor, mit einem stationären Rahmen, der neben dem Triebrad des Rotors angebracht ist, einem Schlitten bzw. Wagen, der an dem Rahmen schwenkbar angebracht ist und ein erstes Ritzel für einen Eingriff mit dem Rotortriebrad aufweist, einem zweiten Ritzel, das mit dem ersten Ritzel kontinuierlich in Eingriff ist und dessen Rotationsachse koaxial zur Schwenkachse des Schlittens bzw. Wagens verläuft, ferner mit Mitteln zum selektiven Schwenken des Schlittens bzw. Wagens derart, daß das erste Ritzel mit dem Rotortriebrad kämmt, einer Zahnradverbindung, die an dem Rahmen angebracht ist und mit dem zweiten Ritzel kämmt, und mit einem relativ großen Hauptgetriebemotor zum Rollantrieb des Turbinenrotors über die Zahnradverbindung und die ersten und zweiten Ritzel, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Abtriebsachse (31) des Hauptgetriebemotors (13) ein relativ kleiner Stellmotor (11) verbunden Ist, der vor dem Einschalten des Hauptgetriebemotors (13) beim Stillstand des Rotortriebrades (23) das Antriebsritzel (19) der Zahnradverbindung (17) langsam dreht für ein Einrücken des Antr'.ebsritzels (19) in das Rotortriebrad (23) und nach dem Einrücken alle Zahnräder (17,19, 23) kraftschlüssig in Eingriff hält bis zum Einschalten des Hauptgetriebemotors (13).

2. Drehgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeicl.net, daß der Hauptgetriebemotor (13) und der Stellmotor 'H) kcxial und tandemartig angeordnet sind.

3. Drehgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmotor (11) ein Motor mit kontinuierlichem Kippmoment ist.

4. Drehgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmotor (11) nach dem Eingriff mit dem Rotortriebrad (23) und vor dem Rollen des Turbinenrotors durch Überlast zum Stillstand kommt.