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Einrichtung zur Übertragung der Leistung von gegenläufigen Antriebswellen,
insbesondere Dampfturbinenwellen, auf eine dritte, deren Drehsinn wechseln soll
Der Antrieb von Fahrzeugen durch Dampfturbinen ist bisher in ,größerem Maßstabe
nur im Schiffbau verwirklicht worden. Die Umkehrung der Fahrtrichtung wird bei den
bisher üblichen Schiffsturbinen dadurch, erreicht, daß für Rückwärbsfahrt eigene
Stufen vorgesehen werden, die entweder in selbständigen Gehäusen oder mit den Vorwärtsstufen
zusammen im gleichen Gehäuse untergebracht sind. Beim Übergang von Vorwärts- auf
Rückwärtsfahrt ist also eine möglichst rasche Umkehrung der Drehrichtung der Turbinenwellen
erforderlich. Diese plötzliche Verzögerung und WiederbeschleunIgung - noch dazu
in entgegengesetzter Richtung - der umlaufenden Massen einer raschlaufemden Turbine
beeinträchtigen ihre Lebensdauer. Das Umlaufen derausgeschalteten . Turbinenräder
in entgegengesetzter Richtung dm ruhenden oder sich stauenden, Dampf ergibt Pumpverluste
und bei langer Dauer schädliche Erwärmung. Die Verwendung oder Rückwärtsstufen führt
zu großen Turbinen und hohen Anlagekosten. Da ;sie trotzdem nicht in gleich zweckmäßiger
Weise ausgebildet werden können wie die Vorwärtsstufen, beträgt die Rückwärtsleistung
nur einen. Bruchteil der Vorwärtsleistung.
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Man hat auch bereits versucht, die Aufgabe der Umsteuerung auf mechanischem
Wege zu lösen. Aber die älteren Vorschläge sind nicht geeignet zu einer Einführung
in, die Praxis. Man hat nämlich daran .gedacht, Reibrad@getriebe zu verweniden,
.die mit Hilfe eines Schaltorganes umschaltbar in der Weise .sind, daß Idas getriebene
Reibrad, das über ein Zahnradvorgelege auf @dfi,e Arbeitswelle arbeitet, durch einen
Handschalter zur Verstellung eines Exzenters wahlweise mit einem der antreibenden
Reibräder zu kuppeln ist. Ganz abgesehen -davon, idaß diie mit einem Reibgetriebe
übertragene Leistung so gering ist, daßeine solche Anordnung nur für ganz wenig
Sonderfälle in Frage kommen würde, ist .die Lösung schon deshalb nicht brauchbar,
weil im Eingriff befindliche Zahnräder in einer Weise geschaltet wenden :müßten,
die zu heftigen Stößen -und damit zu Beschädigungen Anlaß geben müßten. ' Die bisher
aufgetretenen Schwierigkeiten will die Erfindung bei einer Turbine mit gegenläufigen
Wellen vermeiden. Sie besteht daher darin, ;daß jede an treibende mit der angetriebenen
Welle durch ein Doppelgetriebe verbunden ist, dessen Räder ständig miteinander in
Eingriff stehen und ein zusätzliches, insbesondere verzahnungsloses Kupplungsorgan
den für die betreffende Drehrichtung in Frage kommenden Getriebebeil mit der anzutreibenden
Welle kuppelt. Die Kupplung kann durch ,mechanisch, elektrisch, pneumatisch oder
hydraulisch gesteuerte Zwischenglieder, beispielsweise Reibungskupplungen erfolen,
die zweckmäßig gleichzeitig das Abei
bremsen derjenigen Getriebeteile
bewirken, deren' Drehrichtung beim Übergang von: einer zur anderen Fahrtrichtung
umgekehrt werden muß.
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Die neue Anordnung hat, :abgesehen idavon; ,daß sie eineinwandfreies
Schalten auch großer Leistung gestattet, den besonderen Vorteil, daß die Well@enturbinenleistung
nicht nur bei Vorwärtsfahrt, sondern auch bei Rückwärtsfahrt zur Verfügung steht.
Wirddie volle Entspannung :des Dampfes in der Gegenlaufturbine nicht vorgenommen,
so daß ein zweites oder auch drittes Turbinengehäuse verwendet werden muß, so wird
die Einrichtungderart .getroffen, @daß ,die .entgegengesetzt umlaufenden Wellen
mit ,den Niederdruck-Laufschaufelträgern zusammengebaut werden. Da die Turbinenwellen
bei Vorwärts- und Rückwärtsfahrt ihren Drehsinn beibehalten, steht auch ,die volle
in den N,iederdruckteilen erzeugte Arbeit für beide Fahrtrichtungen zur Verfügung.
Die Umlaufzahl der Turbinenwellen wird zweckmäßnigerweise höher gehalten, als die
oder angetriebenen Welle, es werden daher die verwendeten Getriebe gleichzeitig
als Übersetzungsgetriebe ins Langsame .ausgebildet.
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Die Erfindung beschränkt sich nicht auf den Antrieb von Schiffen,
sie kann. für Fahrzeuge jeder Art verwendet werden.
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Abb. t veranschaulicht .ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgogenstandes.
Das Gehäuse der Gegenlaufturbine ist mit a, ihre beiden in entgegengesetzter Richtung
umlaufenden Wellen mit b und c bezeichnet. Da ein verhältnismäßig langsam laufendes
Fahneeug von einer rasch laufenden Gegenlaufturrbine angetrieben werden soll, ist
ein Zahnradigetriebe mit doppelter Übersetzung für die Gbertragung der Leistungen
der beiden Gegenlaufwellen auf die angetriebene Welle vorgesehen. Jede der Gegenlaufwellen
trägt zwei R,itz,elv erz.ahnungen, nämlich d, d' und e, e', von denen
die Zahnkränze dund e' in idie auf der Vorgelegewelle f gelagerten Zahnräder g und
h eiaUeen, während die Zahnkränze d und e mit den auf kurzen Wellen sitzenden Zwäschmrädern
k und ,i kämmen, die iWerseits wieder mit den auf dex Vorge@eg ewelle
f angeordneten Rädern ya und m in Eingriff stehen. Die Welle f trägt
außerdem das Ritzel o, das mit dem Rad p auf der Schiff sschrauibenwelle r zusammenarbeitet.
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In Abb. 2 -ist :dis. Zusammenarbeiten, der Räder n rund g mit
der Vorgelegewelle f und der Antriebswelle b damgestellt. Die ;beiden Räder
n und g werden durch die vorgesehene Kupplungseinrichtung je :nach der Fahrtrichtung
abwechselnd mit der Vorgelegewelde f fest verbunden. Diese Kupplungseinrichtung
besteht aus dem feststehenden Teil s, der mit Bohrungen t und t' zur Zuführung von
Drucköl nach den beiden Seiten ödes Teiles s versehen ist, und den axial verschiebbaren
Reibungskränzen u und u', die durch den Oldruck in kegelige Fortsätze
des Rades n oder des Rades bg hineingepreßt werden. Dadurch wird eines dieser Räder
mit der Vorgelegewelle f fest verbunden, wähnend jeweils das andere lose,auf ider
Welle f .gelagert ist.
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Da nun die'übertragung der Bewegung .der Welle b auf die Welle
f durch Kämmen der Räder d' und g unmittelbar erfolgt, während die übertragung
vom Zahnkranz d auf das Rad n unter Zwischenschaltung des Rades k
erfolgt,
wird bei gleicher Drehrichtung der Welle b dtie Drehrichtung der Welle f sich ändern
je nach dem, ob die Bewegungsübertragwngdurch das Rad g oder durch das Rad n erfolgt.
Das Umschalten von einer zur anderen Drehrichtung, erfolgt also einfach durch Vertauschendes
Druckölanschlusses in den Kanälen t und t'. Damit bei normaler Fahrt
ein Verlust durch die Kupplung nicht eintritt, ist für Vorwärtsfahrt die Klauenkupplung
v zusätzlich vorgesehen.
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Die Bewegungsumkehr beschränkt .sich auf die Welle r und die
Welle f, also auf die langsam laufendem: Teile, während die rasch laufenden
Turbinenwellen b .und c einschließlich der mit den Ritzeln d, d' und e, e' kämmenden
Zahnräder ihren Drehsinn bei Änderung der Fahrtrichtungbeibehalten. Die Albbremsung
der bewegten Massen und die Beschleuniigung in entgegengesetzter Richtung wird deshalb
rasch und mit geringem Kraftverbrauch erfolgen.
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Ist ,außer dem Hochdruckgehäuse a ein weiteres Turbinengehäuse erforderlich,
so wird dieses im Zusammenhang mit einer der beiden rasch laufenden Turbinenwellen
angeordnet. Abb. i zeigt ein .solches Niederdruckgehäuse w, und zwar ist hier die
Turbinenwelpe c gleichzeitig als Laufschaufelträger für,die Niederdruckturbine ausgebildet.
Auch dieser Schaufelträger behält seine Drehrichtung bei,