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Regelungsvorrichtung für Kraftmaschinen, insbesondere für Turbinen
Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet eine Regelungsvorrichtung für Kraftmaschinen,
insbesondere für Turbinen. Die Erfindung besteht darin, daß auf dem Wellenende eine
Hülse 12 befestigt ist, die am inneren Ende mit einem die Schwunggiewichte 33 tragenden
Stirnflansch i i und am äußeren Ende mit einem Federteller 23 für die auf die Gleitmuffe
2o einwirkende Belastungsfeder 22 versehen ist. Durch diese Anordnung ist es möglich,
der Regelungsvorrichtung eine genaue zentrische Lage zur Turbinenwelle zu geben
und nach Lösen des Reglerhebels und der mit der Welle verschraubten Befestigungsmutter
14 die ganze Regelungsvorrichtung in bequemer Weise von dem Wellenende abzuziehen.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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Abb. i zeigt einen Längsschnitt und teilweise im Aufriß einen mit
einer Turbine verbundenen Stromerzeuger und einen an der Turbine angeordneten Regler.
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Abb.2 ist ein Schnitt durch den Regler am Ende der Turbinenwelle.
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Abb. 3 ist ein Schnitt nach 3-3 der Abb. 2. Abb. q. zeigt die zur
Aufnahme des Reglers dienende Unterstützungsplatte in Vörderansicht.
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Abb. 5, 6; 7 und 8 sind Ansichten eines Fliehkraftgewichtes von vorn,
von rückwärts, von unten und von der Seite her. Ein Endgußstück oder Deckel i schließt
an dem einen Ende das Gehäuse 2 einer Turbine ab, welches mit dem Gehäuse 3 für
den Stromerzeuger verbunden ist. Die Turbinenwelle ¢ findet ihre Lagerung einerseits
in dem Gehäuse 2 und andererseits im Gehäuse 3 und trägt an dem in der Abb. i links
gezeichneten freien Ende den im ganzen bei 5 angedeuteten Regler. Die Kammer zur
Aufnahme des Reglers ist durch eine Wand 7 von dem das Turbinenrad 6 enthaltenden
Innenraum der Turbine getrennt, um den. Einü:uß des Dampfes auf den Regler und die
dazugehörigen Teile unmöglich zu machen. Der Durchtritt des Dampfes durch die Wand
7 wird durch Abdichtungsringe 8 verhindert, die die Naben 9 des Turbinenrades in
einer zylindrischen Öffnung der Zwischenwand 7 umschließen.
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Die in Abb. 2 dargestellte Reglerzusammenstellung 5 umfaßt eine Tragplatte
i i in Gestalt einer Kreisscheibe, von deren Mitte ein zylindrischer Stutzen 12
nach dem freien Ende der Welle q, hinragt, welche an dieser Stelle einen verjüngten
Ansatz 13 aufweist. Eine Mutter i q. drückt unter Einschaltung einer Unterlagsscheibe
den zylindrischen Stutzen 12 nach rechts gegen die Nabe,9 des Turbinenrades.
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Auf diesem Stutzen 12 sitzt gleitbar eine Hülse 15, die an ihrem inneren
Ende einen. Flansch 16 trägt, um unter Vermittlung dieses
Flansches
und eines mit ihm zusammenhängenden zylindrischen Umfangsflansches go ein Kugellager
17 aufzunehmen und in bezog auf die Hülse 15 in seiner Lage zu halten. Das Kugelläger
besteht in bekannter Weise aus der inneren Bahn 18 und der .äußeren Bahn i g. Mit
dem Flansch 2o ist eine ringförmige Abschlußplatte 21 verschraubt, die sich gegen
die ,äußere Bahn i g legt. Eine Druckfeder 22 umschließt die Hülse i 5 und stützt
sich mit ihrem inneren Ende gegen die Kugelbahn 18 ab, während ihr äußeres Ende
sich gegen einen Widerlagerring 23 legt, der auf dem Stutzen 12 der Tragscheibe
i i eingestellt werden kann.
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Nach Abb.2 und 3 erstrecken sich von dem Abschlußring 2 i für das
Kugellager an diametral gegenüberliegenden Stellen Stifte 23 in Achsrichtung gegen
das freie Ende der Welle hin. Sie treten in. Sockel 25 ein, welche. an den Enden
der Arme einer Gabel l26 befestigt sind. Diese Gabel bildet einen Teil eines Hebels
27. Bei Verschiebung der Hülse 15 mit dem Kugellager 17 in der' Achsrichtung der
Welle 4 wird daher eine Ausschwingung dieses Hebels 27, welcher dazu dient, ein
Dampfeinlaßventil für die Turbine zu steuern, herbeigeführt.
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Fliehkraftgewichte 28 von winkelförmigem Querschnitt dienen min. dazu,
dem Kugellager und dessen Träger 15, 16, 21 eine Längsverschiebung gegenüber Welle
4 zu übermitteln, und zwar hängt diese Längsverschiebung von der Drehgeschwindigkeit
der Welle ab. Die beiden Fliehkraftgewichte 28 liegen sich diametral gegenüber.
Der Radialschenkel29 jedes Fliehkraftgewichtes 28 ist an seinem inneren Ende gegabelt,
und an den. Enden jeder Gabelzinke befindet sieh wieder ein Arm 3o, der in einem
geringen Abstand von dem Stutzen 12 liegt. Um eine möglichst reibungslose Unterstützung
jedes (dieser Arme 3o an dem Flansch 16 des Kugellagergehäuses zu bewirken, ruht
in Ausschnitten der Arme 3o je eine Messerschneide 3 i, die lose von einem den Arm
3o durchsetzenden Stift 31a getragen wird. Die Schneide dieses Messer dringt in
eine V-förmige Nut in der Rückseite des Flansches 16 des Lagerhalters hinein. Der
andere Schenkel jedes Fliehkraftgewichtes raZt in Achsrichtung nach dem freien Ende
der Welle 4 hin und umschließt also zum Teil den Flansch 2o des Lagerhalters, und
dieser Teil des Fliehkraftgewichtes ist bei 33 entsprechend belastet.
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Auch die Abstützung der Fliehkraftgewichte an der Unterstützungsscheibe
i i für den Regler ist eine möglichst reibungslose. Die Scheibe i i hat nach Abb.
4 an diametral gegenüberliegenden Stellen zwei nach vorn gerichtete Flanschen 36,
die sich nach dem Ende hin verjüngen, wie bei 37 in Abb.2 gezeigt, und in jedem
Flansch befindet sich eine Nut 38, deren Boden geradlinig parallel zum Rand der
Flanschen 36 verläuft. In diese Nut dringt eine Messerschneide 34 ein, und zwar
sind je zwei Messerschneiden an jedem Fliehkraftgewicht 28 nahe dem äußeren Umfang
angeordnet, und zwischen den beiden Messerschneiden jedes Paares befindet sich ein
zu ihnen senkrechter, d. h. in Radialrichtung verlaufender Schlitz 35. Die Flanschen
36 der Unterstützungsscheibe i i nehmen einen Stift 39 auf, der in diesen Schlitz
35 zwischen den beiden Messerschneiden an jedem Fliehkraftgewicht eindringt und
dadurch als Mitnehmer für die Gewichte dient.
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Nach Abb. i wird das freie Ende des Hebels 27 von einer Einstellschraube
39a durchsetzt, welche sich gegen das Ende einer Ventilspindel 4o des Einlaßventils
41 legt. Dieses Einlaßventil steht in Verbindung mit einer passenden Düse, durch
welche der Dampf das Turbinenrad beaufschlägt und es antreibt. Das freie Ende der
Spindel 40, welches in die Kammer des Reglers hineinragt, wird von einer Schraubenfeder
42 umschlossen, so daß dadurch das freie Ende des Hebels 27 für gewöhnlich nach
außen hin gedrängt wird. Das Dampfventil 41 ist so ausgebildet, daß die Spindel
4Q für gewöhnlich nach links hin gezogen ,ist (Abb. i), wenn nicht der Hebel 27
unter dem Einfloß der Fliehkraft der Gewichte einen Druck auf das Ende der Spindel
ausübt und sie nach rechts schiebt.
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Dieser Reglerhebe127 hat seine Unterstützung zwischen den Enden in
der Trennungswand-7, welche zwischen Dampfkammer und Reglerkammer eingeschaltet
ist. Eine in diese Wand eingesetzte Schraube 43 erstreckt sich durch eine größere
Bohrung in einem Auge 44 des Hebels. In dieses Äuge 44 ist auch ein Ringklotz 45
eingesetzt, dessen Innendurchmesser größer ist als der Durchmesser der Schraube
43, und dieser Ringklotz hat an diametral gegenüberliegenden Stellen die V-förmigen
Nuten q:6. Das äußere Ende der Schraube 43 nimmt den Ring 47 auf, und dieser Ring
wird durch eine Mutter 48 in Richtung gegen den Ringklotz 45 hingedrängt, so daß
sich zwei V-förmige Ansätze 49 des Ringes .47 in die entsprechenden Nuten des Ringklotzes
45 einlegen und an der Berührungsstelle den Schwingpunkt für den Hebel 'bilden.
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Die Schraubenfeder 22 (Abb. 2) hält beim Betrieb die innere Kugelbahn
18 .gegen, die Bodenscheibe 16 des Halters. Dadurch wird das ganze Kugellager und
natürlich auch die Hülse 15 nach rechts gedrängt, so daß die Fliehkraftgewichte
28 in Verbindung mit der Unterstützungsscheibe i i verbleiben. Bei der
Drehung
der Welle 4 dreht sich auch diese Scheibe i i mit; ebenso wird auch die innere Bahn
18 des Kugellagers und werden die Fliehkraftgewichte 28 mitgedreht. Nimmt die Geschwindigkeit
der Welle 4 zu, so schwingt die Belastung 33 dieser Gewichte nach auswärts, und
dadurch wird die Scheibe 16 mit ihrer Hülse 15 entgegen derz Widerstand der Feder
22 nach links hin verschoben. Bei der Verschiebung der Hülse 15 auf dem Stutzen
i z wird aber auch der innere Angriffspunkt des Hebels, d. h. die Zapfen 24 und
Sockel 25, nach links verschoben werden. Der Hebel 27 wird in Richtung des
Uhrzeigers (Abb. 2) ausschwingen, und dadurch wird das Ventil 41 gesteuert. Die
Feder 42 am ,äußeren Ende des Hebels trägt dazu bei, den Hebel mit seinen V-förmigen
Vorsprüngen 49 in Eingriff mit dem Lager zu erhalten.
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Der ganze Regler, mit Ausnahme des H@ebels 27, kann also ohne weiteres
auf dem Stutzen 12 einer Maschinenwelle angebracht werden, ohne daß es notwendig
wäre, andere bedeutende Änderungen im Bau der Maschine selbst vorzunehmen.
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Infolge der Anordnung von Messerschneidenlager für die verschiedenen
Teile des Reglers wird die Reibung auf ein Mindestmaß verringert, wodurch sich der
Vorteil ergibt, daß die Drehzahl mit großer Genauigkeit geregelt werden kann.
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Infolge der Ausbildung des Reglers und der mit ihm verbundenen Teile
auf der Antriebswelle und ganz nahe am Turbinenrad und Hauptlager der Maschine selbst
werden auch die Erschütterungen, die auf den Regler übertragen werden, verringert.
Solche Erschütterungen wären unvermeidlich, wenn der Regler auf derselben Welle
wie das Turbinenrad, jedoch in beträchtlichem Abstand davon, angeordnet wäre, da
bei einer solchen Entfernung eine genaue Achsdeckung der Teile kaum einzuhalten
wäre.