DE678024C - Getriebeturbine mit Pfeilverzahnung der Getrieberaeder - Google Patents

Description

Die im folgenden beschriebene Erfindung hat zum Ziele, Turbine einschließlich Kondensator mit dem Getriebe mit Pfeilverzahnung der Getrieberäder zu einem Block zu vereinigen. Es möge im voraus bemerkt werden, daß die entstandene Bauart für den Antrieb aller Arten von Arbeitsmaschinen, geeignet ist. Da die Unterbringung einer Rückwärtsturbine in vorteilhafter Form und ein wirtschaftlicher Betrieb bei stark verringerten Drehzahlen möglich ist, da außerdem hinsichtlich Gewicht- und Raumbedarf hohe Einsparungen erzielt werden können, so eignet sich diese Bauart vor allem zum Antrieb von Schiffen, insbesondere zum Antrieb kleiner, schneller Fahrzeuge, für die die oben beschriebenen Eigenschaften von ausschlaggebender Bedeutung sind.

Zum Zwecke der eingangs .beschriebenen Vereinigung von "Turbine und Getriebe mit Pfeilverzahnung der Getrieberäder wird erfindungsgemäß zunächst vorgeschlagen, die umlaufenden Turbinenteile mit der Ritzelwelle starr zu verbinden und die zugehörigen, mittels eines axialen Drucklagers in bezug auf diese umlaufenden Teile in axialer Richtung festgelegten Turbinengehäuse axial verschiebbar zu lagern.

Auf idiese Weise wird es möglich, trotz des. starren Zusammenbaues der Ritzel mit den umlaufenden Turbineinteilen eine ungehinderte axiale Verschiebbarkeit der Antriebswellen innerhalb gewisser Grenzen zu erreichen, die für eine gleichmäßige Verteilung der Ritzelumfangskräfte auf die beiden mit Schrägver-

zahnung versehenen Ritzelhälften notwendig ist. Gleichzeitig wird vermieden, daß diese gleichmäßige Lastverteilung auf 'die Ritzel- : hälften durch nicht ausgeglichene Axialschübe der vom. Dampf beaufschlagten Turbinenteile gestört wird. Nicht ausgeglichene Axial-S'Chübe ergeben gleich große entgegengesetzt gerichtete Kräfte in den umlaufenden und feststehenden Turbinenteilen. Im Blocklager ■ heben sich diese gegeneinander auf, so daß zur Gleichgewichtslage des Aufbaues aus feststehenden und umlaufenden Turbinenteilen keine äußeren axialen Kräfte nötig sind. Bei axialen Verschiebungen der Antriebswelle werden auf Grund der Blocklagerverbindung 'und der eine axiale Verschiebung der Turbinengehäuse gestattenden Lagerung die feststehenden Turbinenteile die axialen Bewegungen der Antriebswelle mitmachen, so daß bei allen Betriebsverhältnissen die Rlitzelumfangskräfte sich gleichmäßig auf die beiden Ritzelhälften verteilen können.

Bei der Lagerung der Turbinengehäuse ist jedoch Sorge zu tragen, daß die leichte axiale Verschiebbarkeit der Gehäuse nicht durch andere Kräfte 'behindert wird. Deshalb ist zunächst die Rückwirkung der Ritzelumfangskräfte auf die Lagerung der Gehäuse zu vermeiden, da die bei axialer Verschiebung auftretenden Reibungskräfte bedeutend werden könnten. Erfinduingsgemäß wird deshalb weiter vorgeschlagen, daß nur das Axialdrucklager an den Turbinengehäusen befestigt ist, während die Traglager für die Antriebswelle

im Getriebegehäuse untergebracht sind. Auf diese Weise wird die Gehäuselagerung von den Ritzelkräften vollkommen entlastet,

Uim zusätzliche Fundamente oder Eisenbauten für die Abstützung der Turbinengehäuse zu vermeiden, sollen weiter erfindungsgemäß die Turbinengehäuse axial verschiebbar im Getriebegehäuse gelagert sein.

Die Gehäuselagerung wird aber noch durch ίο eine Reihe anderer, wenn auch wesentlich kleinerer Kräfte belastet, die bei einer axialen Verschiebung der Gehäuseteile Reibungskräfte verursachen. Solche Kräfte sind das Eigengewicht der Gehäuse und senkrecht zur Tiirbinenachse wirkende Rohrleitungsschübe.

Diese Reibungskräfte können gemäß der Erfindung dadurch vermieden werden, daß man die Turbinengehäuse mittels dünner, axial federnder Körper, wie z. B. Metallscheiben, abstützt. Bei Atisführung von Scheiben werden diese beispielsweise auf ihrem äußeren Umfang vom. Getriebegehäuse umschlossen und gehalten, während die Turbinengehäuse oder -gehäuseteile mittelbar «der unmittelbar an der Innenbohrung dieser Metallscheiben befestigt sind. Da die axialen Verschiebungen der Turbinengehäuse sehr gering sind, so sind für die notwendig werdenden Verformungen solcher federnden Köriper kaum nennenswerte" Verstellkräfte erforderlich. Besonders günstig wirkt sich bei dieser Gehäuseausführung der Umstand aus, daß die Antriebswellen mit ihren Kräften auf Grund ihr/er Lagerung im Getriebegehäuse nicht auf diese federnden Körper wirken können.

Die geschilderten Maßnahmen gemäß der Erfindung ermöglichen beliebige Anordnung und Ausbildung der Laufscha'uf elträger 'und der Turbinengehäuse. Z. B. können diese Laufschaufelträger auf einer oder beiden Seiten der Ritzelwelle angeordnet sein. Ferner wird die besonders vorteilhafte Ausführungsform möglich, die Laufschaufelträger sowohl auf einer Seite oder auf beiden Seiten der Ritzelwelle als auch zwischen den beiden Ritzelhälften anzuordnen.. Bei Kondensationsturbinen stellen dabei zweckmäßig die zwischen den Ritzelhälften angeordneten Schauf dgruppen den Niederdruckteil dar, während die auf den beiden Außenseiten vorgesehenen Schaufelgruppen zum Hoch- oder Mitteldruckteil gehören. Diese Anordnung ergibt eine weitere Reihe von Vorteilen, wenn man min- - destens den zwischen den Ritzelhälften befindlichen Laufs chauf elträger mit radial beaufschlagten Schaufelgruppen versieht. Auf diese Weise wird die Anordnung nur einer Scheibe zwischen den Ritzelhälften notwendig. Damit wird äußerst kurze Baulänge und geringes Gewicht erreicht. Diese Eigenschaften sind aber für eine geringe Durchbiegung der Welle und der Ritzel von großer Wichtigkeit. Versieht man auch die Schaufelträger auf den beiden Ritzelenden mit radial beaufschlagten Schaufelgruppen, so kann man diese - fliegend anordnen.

Bei Fahrzeugturbinen, bei welchen eine Rückwärtsturbine notwendig wird, wird deren ' Beschaufelung auf der einen Seite des mittleren Laufschaufelträgers untergebracht, während die andere Seite den Niederdruckteil der Vorwärtsturbine trägt.

Es können mehrere solcher Antriebseinheit:^ dem großen Getrieberad zugeordnet werden. In diesem Falle ergibt sich für wirtschaftliehen Betrieb der Anlage bei verschiedenen Drehzahlen die Möglichkeit, die auf den Stirnseiten der Ritzelwellen angeordneten. Schaufelgruppen in verschiedener Form nebeneinander- oder hintereinanderzuschalten.

Befinden sich zwischen den einzelnen Turbinenteilen Getriebeteile, wie dieses z. B. bei Anordnung der Lauf räder an den Wellenenden und zwischen den Ritzelhälften der Fall ist, so werden, um die Dampfsichübe aller umlaufenden und feststehenden Teile miteinander weitgehend ausgleichen und etwa vorhandene Restschübe von einem einzigen Blocklager aufnehmen zu können, sämtliche zu einer Antriebseinheit gehörigen Turbinengehäuse go oder Turbinengehäuseteile miteinander verbunden. Die Verbindung gestaltet sich mit Rücksicht auf Getriebe, Montage und verschiebbare Lagerung der Turbinengehäuse sehr vorteilhaft, wenn man eine Anzahl zur Maschinehachse gleichlaufender Anker verwendet. Die zwischen je zwei Turbinengehäusen liegenden Anker werden dabei an ihren Enden durch je eine mit Innenbohrung versehene Platte gehalten. An den Innenbohrungen dieser Platten werden die axial federnden, die Gehäuselagerung übernehmenden Metallscheiben befestigt. Die Anker durchdringen ebenfalls die federnden Metallscheiben an hierfür vorgesehenen Löchern, ohne deren Federung zu behindern.

Um das Gewicht der axial verschiebbaren Gehäuseteile auf ein Mindestmaß zu beschränken, wird weiter erfindungsgemäß vorgeschlagen, nur die einseitigen Dampfs drüben unterworfenen Gehäuseteile an. der axialen Ver-. Schiebung teilnehmen zu lassen, während die zugehörigen Abdampfstutzen diese Teile lose umschließen und axiale Bewegungen der Antriebswelle nicht mitmachen. Besonders wichtig wird dies beim Niederdrückten, 'da hier der Abdampfstutzen große Abmessungen und Gewichte besitzt. Die dampfdichte Verbindung der axial beweglich und starr gelagerten Turbinengehäuseteile erfolgt dabei jgemäß der Erfindung durch Kolbenringe, Stopfbüchsen oder Federungskörper.

Die Abbildung zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Getriebeturbine mit dem Erfindungsgegenstand. Dabei sind ι und 2 fliegend angeordnete Laufräder. 3 ist ein zwischen 'den Ritzeln befindliches Laufrad. 1', 2', 3' und 2>'r bezeichnen die zu den einzelnen Rädern gehörendem radial beaufschlagten Schaufelgruppen, 1", 2" und 3" die entsprechenden Turbinengehäuse. 3V ist die in Form eines C-Rades vorgesehene Rückwärtsbeschaufelung. 4 und 5 sind die^beiden mit Schrägverzahnung versehenen Ritzelhälften. 6 zeigt das die umlaufenden und feststehenden Gehäuseteile miteinander verbindende Axialdrucklager. Mit 7 und 8 sind die einzelnen Gehäuse oder Gehäuseteile miteinander verbindende Anker bezeichnet. 9 sind die die Anker verbindenden Scheiben, ι ο axial federnde scheibenförmige Körper, die mit den Scheiben 9 je aus einem Stück gefertigt sind. Mittels Radialbolzen 11 sind die einzelnen Gehäuse mit den Ankern 7 verbunden. 12 sind zwischen den Turbinengehäusen und der äußeren Getriebewand 13 zwischengeschaltete Scheiben zur Venminderung der Wärmestrahlung. 14 sind die inneren die Lagerung für die umlaufenden Teile tragenden Getriebewandungen. 15 zeigt den Turbinenabdampf stutzen, der mittels Federungskörper 16 mit den Leit-Schaufelträgern 3" dampfdicht verbunden ist.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   i. Getriebeturbine mit Pfeilverzahnung _t

   der Getrieberäder, dadurch gekennzeichnet, daß die umlaufenden Turbiinenteile mit der Ritzelwelle starr verbunden und die zugehörigen,, mittels eines Axialdrucklagers in bezug auf diese umlaufenden Teile in axialer Richtung festgelegten Turbinengehäuse axial verschiebbar gelagert sind.
2. 2. Getriebeturbine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß nur die einseitigen Dampfschüben unterworfenen Gehäuseteile an der axialen Verschiebung teilnehmen, während die zugehörigein Abdampfstutzen diese Teile lose umschließen und axiale Bewegungen der Antriebswelle nicht mitmachen.
3. 3. Getriebeturbine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß nur das Axialdruckliager an dem Turbinengehäuse befestigt ist, während die Traglager für die Antriebswelle im Getriebegehäuse angebracht sind.
4. 4. Getriebeturbine nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbinengehäuse im Getriebegehäuse axial verschiebbar gelagert sind.
5. 5. Getriebeturbine nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die go Aufhängung der Turbinengehäuse an dünnen, axial federnden Körpern, wie z. B. Metallscheiben, erfolgt.
6. 6. Getriebeturbine nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die gg dampfdichte Verbindung zwischen den axial beweglich und starr gelagerten Turbinengehäus et eilen durch Kolbenringe, Stopfbüchsen oder Federungskörper erfolgt.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen