EP0266581A1 - Turning device for turbo machines - Google Patents
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
- F01D25/34—Turning or inching gear
Definitions
- the present invention relates to a device for rotating the shaft of a turbo set according to the preamble of claim 1, and methods for operating such a shaft rotating device.
- DE-PS 975 646 describes a simple shaft turning device with blades driven by pressure oil and placed on a clutch, but which has the disadvantage of considerable oil consumption when starting up and during operation.
- hydromotors for breaking loose and rotating shafts.
- the integration into the various supply and control systems is also described. While the basic structure of a drive system with a hydraulic motor is known from DE-AS 19 56 178, the mechanical arrangement of a hydraulic motor and an overrunning clutch is described in DE-PS 27 32 036, these two components being arranged next to a shaft and by means of gearwheels these are engaged. On the one hand, this arrangement requires a lot of space to the side of the shaft and, in addition, an additional bearing for the hydraulic motor and gears.
- the object of the present invention is the space-saving arrangement of a shaft rotation in alignment with the shaft device and the integration of this shaft turning device in the oil supply systems that are necessary for starting. Additional bearings should be avoided if possible.
- the drive system is a hydraulic motor with an integrated connecting gear, a so-called hydraulic gear motor, which has become standard in the meantime.
- a hydraulic gear motor is attached to the end wall of the front bearing housing with the interposition of a commercially available overrunning clutch, the overrunning clutch the shaft of the turbo set via the shaft of an auxiliary unit, for. B. via the main oil pump also arranged in the front bearing housing, couples with the shaft of the hydraulic gear motor or separates these shafts.
- the hydraulic geared motor is connected to the oil supply of the shaft lifting system, which is necessary anyway.
- the shaft lifting system allows the shaft to float into the lower area of the shaft bearing by supplying it under high pressure, for example 180 bar, which only makes it possible to rotate the shaft.
- high pressure for example 180 bar
- the start-up process is particularly easy, since the hydraulic motor also starts when the shaft is floating.
- an adjustable throttle can be provided, which initially allows the full pressure of the oil system to reach the hydraulic motor when the shaft breaks loose, but then prevents it from rotating too quickly. Possibly.
- a so-called flow control valve can also be used instead of the throttle, which has the advantage that the engine speed remains approximately constant in all load conditions.
- the engine speed increases or decreases with changes in load.
- the shaft rotating device can be separated from the shaft lifting system if necessary, e.g. B. to carry out adjustment work.
- the oil supply line of the hydraulic geared motor should be connected to the lubricating oil system of the turbo set, preferably via an adjustable throttle and a check valve.
- the hydraulic gear motor In the event of an overhaul, when the hydraulic gear motor is no longer needed, it may be necessary, as is known per se, to let the hydraulic motor continue to rotate in order to prevent bearing damage. This can be achieved by connecting to the lubricating oil system, which has only a low pressure of, for example, 2 bar.
- the idle speed can be preselected by suitable setting of a throttle.
- the additional hydrostatic bearing of the foremost bearing which serves for centering, can generally be fed from the oil supply of the shaft lifting system, without extensive further changes being required.
- the foremost bearing is then hydrostatically centered, which ensures that the overrunning clutch functions properly.
- Claims 9, 10 and 11 relate to methods for operating the previously described device with its various configurations.
- the simplicity of the processes to be triggered enables the start-up process to be automated without any problems, since the function of the hydraulic geared motor completely depends on the systems which are already required and does not require any special control measures.
- Fig. 1 the connection of a shaft rotating device to the foremost end of a shaft 1 of a turbo set is shown in a longitudinal axial section.
- the foremost unit on the shaft assembly of the turbo set is the main oil pump 2, the outlines of which are indicated.
- the foremost bearing 3 of the shaft 1 is a bearing of the main oil pump 2, but this is not of critical importance for the principle of the invention.
- This foremost bearing 3 of the shaft 1 like the other bearings, is provided with an oil inlet 5, so that hydrodynamic lubrication of the shaft is possible by feeding oil into the bearing part 3a.
- this bearing is provided with an additional bearing part 3b and an oil feed 4, which serve for hydrostatic centering.
- the inner ring 6 of the overrunning clutch is fastened, preferably screwed tight with a nut 9.
- the outer ring 7 of the overrunning clutch can be connected to the inner ring via clamping bodies 8, the clamping bodies rotating with the inner ring 6 and, in the event of overtaking, at higher speeds of the Swing the inner ring 6 in so that no wear occurs on the outer ring 7 and the clamping bodies 8.
- the outer ring 7 is connected to the shaft 14, preferably a profile shaft, via a corresponding profile shaft flange 13 and a retaining ring 10, screwed in the case shown. Retaining ring 10 and profile shaft flange 13 are supported by ball bearings 11 in a housing 12.
- the housing 12 itself is connected to the housing of the foremost bearing on the shaft 1 via the bearing housing and is so attached or screwed on that relative movements between the two are not possible.
- the hydraulic motor 16 with its integrated gear 15 is also firmly screwed to the housing 12 of the overrunning clutch, so that both are carried by the housing 12 of the overrunning clutch without additional mounting.
- the oil supply to the hydraulic motor 16 takes place via an oil supply line 17, and the disposal via an oil drain line 18.
- the leakage oil of the hydraulic transmission motor initially supplies the integrated transmission 15 internally and from there reaches the overrunning clutch via a leak oil outlet 19 and an oil line 20, which has an oil supply 21 inside to the profile shaft flange.
- the profile shaft flange 13 in turn has an oil collecting collar 22, in which the incoming oil is collected under the influence of gravity and is fed through oil drain holes 23 to the clamping bodies 8 and the ball bearings 11 until it reaches an outlet, not shown.
- Overrunning clutches which can be used in the present case, are relatively sensitive to eccentricities of inner ring 6 and outer ring 7.
- a clutch used in tests switched perfectly up to eccentricities between outer and inner ring of 0.25 mm (concentricity deviation 0.5 mm) . Since manufacturing tolerances of parts 3, 2, 12, 11 and 10 must also be taken into account, the actual eccentricity must always be less than about half the bearing clearance between 1 and 3. On the other hand, bearing damage due to eccentric clutch engagement is prevented.
- the max. Bearing play is limited to 0.4 mm by the increasing oil consumption.
- a hydrostatic, self-centering bearing 3b additionally integrated in the foremost bearing 3 can, however, center the shaft end with the inner 6 of the overrunning clutch so well that no eccentricities above the tolerance limit occur during normal bearing wear. Since the entire shaft rotating device otherwise fully follows all movements of the front bearing housing, further factors need not be taken into account.
- the oil supply 30 of the shaft lifting system which has a pressure of about 180 bar, for example, feeds on the one hand the feed lines 31, 32 to the individual bearings of the shaft 1 and on the other hand the oil feed line 33, 17 to the hydraulic motor 16.
- the adjustable throttle valves 34, 37 allow the Adjust the distribution of the oil quantities between the pump bearing and the hydraulic motor, with the full pressure reaching the hydraulic motor when starting.
- a pressure measuring device 35 and a shut-off valve 36 for shutting off the hydraulic motor can be provided.
- the oil supply line 17 of the hydraulic motor can additionally be connected to the lubricating oil circuit 38 of the turboset via a check valve 40 and an adjustable throttle 39, which, for example, has a pressure of approximately 2 bar.
- the present invention is characterized by a particularly simple, space-saving design and requires small additional control and regulating elements when starting up.
- Hydraulic geared motor and overrunning clutch can be commercially available components, whereby for different torques differently strong, but otherwise identical hydraulic motors with corresponding overrunning clutches can be used. It is relatively easy to replace the hydraulic motor while the shaft is running, and retrofitting to the system with existing turbo sets is only possible with little effort.
Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Drehen der Welle eines Turbosatzes gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie Verfahren zum Betrieb einer solchen Wellendrehvorrichtung.The present invention relates to a device for rotating the shaft of a turbo set according to the preamble of claim 1, and methods for operating such a shaft rotating device.
Aus der DE-PS 975 646 ist eine zwar einfache Wellendrehvorrichtung mit von Drucköl angetriebenen auf eine Kupplung aufgesetzten Schaufeln beschrieben, die jedoch als Nachteil beim Anfahren und während des Betriebes einen erheblichen Ölverbrauch aufweist.DE-PS 975 646 describes a simple shaft turning device with blades driven by pressure oil and placed on a clutch, but which has the disadvantage of considerable oil consumption when starting up and during operation.
Aus der DE-AS 19 56 178 und der DE-PS 27 32 036 ist ferner die Verwendung von hydrostatischen Motoren, im folgenden kurz Hydromotoren bezeichnet, zum Losbrechen und Drehen von Wellen bekannt. Auch die Einbindung in die verschiedenen Versorgungs- und Regelsysteme wird beschrieben. Während aus der DE-AS 19 56 178 der prinzpielle Aufbau eines Antriebssystems mit Hydromotor bekannt ist, ist in der DE-PS 27 32 036 die mechanische Anordnung eines Hydromotors und einer Überholkupplung beschrieben, wobei diese beiden Bauteile neben einer Welle angeordnet und durch Getriebezahnräder mit dieser in Eingriff sind. Diese Anordnung erfordert einerseits viel Platz seitlich neben der Welle und außderdem eine zusätzliche Lagerung von Hydromotor und Zahnrädern.From DE-AS 19 56 178 and DE-PS 27 32 036 the use of hydrostatic motors, hereinafter referred to as hydromotors, for breaking loose and rotating shafts is also known. The integration into the various supply and control systems is also described. While the basic structure of a drive system with a hydraulic motor is known from DE-AS 19 56 178, the mechanical arrangement of a hydraulic motor and an overrunning clutch is described in DE-PS 27 32 036, these two components being arranged next to a shaft and by means of gearwheels these are engaged. On the one hand, this arrangement requires a lot of space to the side of the shaft and, in addition, an additional bearing for the hydraulic motor and gears.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die platzsparende und mit der Welle fluchtende Anordnung einer Wellendreh vorrichtung und die Einbindung dieser Wellendrehvorrichtung in die ohnehin für das Anfahren notwendigen Ölversorgungssysteme. Zusätzliche Lager sollen nach Möglichkeit vermieden werden.The object of the present invention is the space-saving arrangement of a shaft rotation in alignment with the shaft device and the integration of this shaft turning device in the oil supply systems that are necessary for starting. Additional bearings should be avoided if possible.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Anordnung gemäß dem Hauptanspruch vorgeschlagen. Als Antriebssystem dient ein Hydromotor mit einem integrierten anschließenden Getriebe, ein sogenannter Hydrogetriebemotor, wie er inzwischen handelsüblich ist. Ein solcher Hydrogetriebemotor wird unter Zwischenschaltung einer handelsüblichen Überholkupplung an die Stirnwand des vorderen Lagergehäuses befestigt, wobei die Überholkupplung die Welle des Turbosatzes über die Welle eines Nebenaggregates, z. B. über die ebenfalls im vorderen Lagergehäuse angeordnete Hauptölpumpe, mit der Welle des Hydrogetriebemotors kuppelt bzw. diese Wellen trennt. Während in der DE-PS 27 32 036 die Überholkupplung zwischen Motor und Getriebe liegt und Motor und Getriebe getrennt gelagert sind, ist gemäß der vorliegenden Erfindung der Hydrogetriebemotor mit der Überholkupplung am vorderen Lagergehäuse aufgehängt, und zwar fluchtend mit der Turbinenwelle und dem Nebenaggregat. Eine Relativbewegung der Wellendrehvorrichtung zum Nebenaggregat kann nicht auftreten, da dieses ebenfalls fest mit dem Lagergehäuse verbunden ist. Gesonderte Lager sind wegen der Kompaktheit des Aufbaues nicht nötig.To solve this problem, an arrangement according to the main claim is proposed. The drive system is a hydraulic motor with an integrated connecting gear, a so-called hydraulic gear motor, which has become standard in the meantime. Such a hydraulic gear motor is attached to the end wall of the front bearing housing with the interposition of a commercially available overrunning clutch, the overrunning clutch the shaft of the turbo set via the shaft of an auxiliary unit, for. B. via the main oil pump also arranged in the front bearing housing, couples with the shaft of the hydraulic gear motor or separates these shafts. While in DE-PS 27 32 036 the overrunning clutch is located between the engine and transmission and the engine and transmission are mounted separately, according to the present invention the hydraulic gear motor with the overrunning clutch is suspended from the front bearing housing, in alignment with the turbine shaft and the auxiliary unit. A relative movement of the shaft rotating device to the auxiliary unit cannot occur, since this is also firmly connected to the bearing housing. Separate bearings are not necessary due to the compact structure.
Ein grundsätzliches Problem kann jedoch auftreten, wenn die Überholkupplung, was bei den verwendeten handelsüblichen Systemen meist der Falle ist, für ein einwandfreies Funktionieren nur ein gewisses Spiel zwischen den beiden zu kuppelnden konzentrischen Kupplungsringen zuläßt. Während nämlich der äußere Ring einer handelsüblichen Überholkupplung gewöhnlich durch Wälzlager gelagert ist, ist die Welle des Nebenaggregates, welche mit dem inneren Teil einer Überholkupplung verbunden werden soll, durch hydrodynamische Lager gelagert, welche beim Anfahren und bei geringen Drehzahlen noch nicht mit den nötigen Toleranzen zentrierbar sind. Als Abhilfe wird gemäß dem Anspruch 2 vorgeschlagen,daß dieses vorderste hydrodynamische Lager des Nebenaggregates, mit dessen Gehäuse die Wellendrehvorrichtung fest verbunden ist, eine hydrostatische Lagerung zur Zentrierung in bezug auf die Überholkupplung aufweisen soll. Dies kann durch geeignete Ausgestaltung des Lagers erreicht werden.A fundamental problem can occur, however, if the overrunning clutch, which is usually the case with the commercially available systems used, only permits a certain amount of play between the two concentric clutch rings to be coupled in order to function properly. While the outer ring of a commercially available overrunning clutch is usually supported by roller bearings is, the shaft of the auxiliary unit, which is to be connected to the inner part of an overrunning clutch, is supported by hydrodynamic bearings, which cannot be centered with the necessary tolerances when starting off and at low speeds. As a remedy, it is proposed according to claim 2 that this foremost hydrodynamic bearing of the auxiliary unit, with the housing of which the shaft rotating device is firmly connected, should have a hydrostatic bearing for centering with respect to the overrunning clutch. This can be achieved by suitable design of the bearing.
Besonders einfach wird das Anfahren eines Turbosatzes bei einer Ausführung gemäß dem Anspruch 3. Dabei wird der Hydrogetriebemoter mit der Ölversorgung des ohnehin notwendigen Wellenanhebesystems verbunden. Das Wellenanhebesystem läßt die Welle durch Zuführung von unter hohem Druck, beispielsweise 180 bar, in den unteren Bereich der Wellenlager aufschwimmen, wodurch erst ein Drehen der Welle möglich wird. Bei gleichzeitiger Versorgung des Hydrogetriebemotors aus der Ölversorgung des Wellenanhebesystems wird der Anfahrvorgang besonders einfach, da der Hydromotor auch gerade dann anläuft, wenn die Welle aufschwimmt. Zur Regelung des Hydrogetriebemotors kann eine verstellbare Drossel vorgesehen werden, welche zunächst beim Losbrechen der Welle den vollen Druck des Ölsystems zum Hydromotor gelangen läßt, jedoch anschließend ein zu schnelles Drehen verhindert. Ggf. kann auch ein sogenanntes Stromregelventil statt der Drossel verwendet werden, was den Vorteil hat, daß die Motordrehzahl bei allen Lastzuständen etwa konstant bleibt. Bei reiner Drosselregelung steigt bzw. fällt die Motordrehzahl bei Laständerungen. Durch eine zusätzliche Absperrarmatur kann die Wellendrehvorrichtung vom Wellenanhebesystem ggf. getrennt werden, z. B. um Einstellarbeiten durchzuführen.Starting up a turbo set is particularly simple in the case of an embodiment according to
Gemäß Anspruch 4 wirdweiterhin vorgeschlagen, daß die Ölzuleitung des Hydrogetriebemotors mit dem Schmierölsystem des Turbosatzes in Verbindung stehen soll, vorzugsweise über eine verstellbare Drossel und ein Rückschlagventil. Im Überholfall, wenn der Hydrogetriebemotor nicht mehr gebraucht wird, kann es zur Verhinderung von Lagerschäden nötig sein, wie an sich bekannt ist, den Hydromotor langsam weiterdrehen zu lassen. Dies kann durch eine Anbindung an das Schmierölsystem, welches nur einen geringen Druck von beispielsweise 2 bar hat, erreicht werden. Durch geeignete Einstellung einer Drossel kann dabei die Leerlaufdrehzahl vorgewählt werden. Die Einbindung des Hydrogetriebemotors in das Wellenanhebe- bzw. Schmierölsystem erfordert im allgemeinen keine Zusatzaggregate, da einerseits der Ölverbrauch des Hydromotors relativ klein ist, und andererseits die Systeme in den meisten Fällen genügend groß ausgelegt sind. In Einzelfällen kann eine Änderung der Dimensionierung dieser Ölversorgungssysteme nötig sein.According to claim 4 it is further proposed that the oil supply line of the hydraulic geared motor should be connected to the lubricating oil system of the turbo set, preferably via an adjustable throttle and a check valve. In the event of an overhaul, when the hydraulic gear motor is no longer needed, it may be necessary, as is known per se, to let the hydraulic motor continue to rotate in order to prevent bearing damage. This can be achieved by connecting to the lubricating oil system, which has only a low pressure of, for example, 2 bar. The idle speed can be preselected by suitable setting of a throttle. The integration of the hydraulic geared motor into the shaft lifting or lubricating oil system generally does not require any additional units, since on the one hand the oil consumption of the hydraulic motor is relatively small and on the other hand the systems are designed to be large enough in most cases. In individual cases, it may be necessary to change the dimensioning of these oil supply systems.
Auch die zusätzliche, der Zentrierung dienende hydrostatische Lagerung des vordersten Lagers, kann im allgemeinen aus der Ölversorgung des Wellenanhebesystems gespeist werden, ohne daß es umfangreicher weiterer Änderungen bedarf. Mit dem Aufschwimmen der Welle wird dann das vorderste Lager hydrostatisch zentriert, wodurch eine einwandfreie Funktion der Überholkupplung sichergestellt wird.The additional hydrostatic bearing of the foremost bearing, which serves for centering, can generally be fed from the oil supply of the shaft lifting system, without extensive further changes being required. When the shaft floats, the foremost bearing is then hydrostatically centered, which ensures that the overrunning clutch functions properly.
Handelsübliche Hydrogetriebemotore sind bereits intern mit einem Schmiersystem versehen, welches das Lecköl des Hydromotors dem Getriebe zur Schmierung zuführt und erst dann zu einem Auslaß weiterleitet. Gemäß Anspruch 6 wird für die vorgeschlagene Anordnung zusätzlich vorgeschlagen, daß das aus dem Getriebe des Hydrogetriebemotors austretende Öl mit einem Ölzulauf der Überholkupplung in Verbindung steht, so daß das Lecköl des Hydrogetriebemotors nicht nur das Getriebe, sondern auch anschließend die Überholkupplung schmiert. Auch die bisher beschriebenen Ausgestaltungen zeigen, daß die erfindungsgemäße Wellendrehvorrichtung keine zusätzlichen Aggregate und nur in sehr geringem Umfang zusätzliche Leitungen und Steuereinrichtungen benötigt.Commercially available hydraulic geared motors are already provided internally with a lubrication system, which feeds the leakage oil from the hydraulic motor to the gearbox for lubrication and only then passes it on to an outlet. According to claim 6, it is additionally proposed for the proposed arrangement that the oil emerging from the transmission of the hydraulic transmission motor is connected to an oil inlet of the overrunning clutch, so that the leakage oil of the hydraulic transmission motor not only lubricates the transmission, but also subsequently the overrunning clutch. The configurations described so far also show that the shaft rotating device according to the invention requires no additional units and only to a very small extent additional lines and control devices.
Die Ansprüche 7 und 8 beschreiben den genauen Aufbau der Überholkupplung, welche anhand der Zeichnung noch näher erläutert wird. Hinzuweisen ist darauf, daß die Überholkupplung in Überholfall vollständig trennt, so daß dann kein mechanischer Verschleiß auftritt.The claims 7 and 8 describe the exact structure of the overrunning clutch, which will be explained in more detail with reference to the drawing. It should be noted that the overrunning clutch completely separates in the event of an overtaking, so that no mechanical wear then occurs.
Die Ansprüche 9, 10 und 11 betreffen Verfahren zum Betrieb der bisher beschriebenen Vorrichtung mit ihren verschiedenen Ausgestaltungen. Die Einfachheit der dabei auszulösenden Vorgänge ermöglicht problemlos eine Automatisierung des Anfahrvorganges, da die Funktion des Hydrogetriebemotors von den übirgen ohnehin schon benötigten Systemen vollständig abhängt und keine gesonderten regelungstechnischen Maßnahmen erfordert.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigen
- Fig. 1 einen Längsaxialschnitt durch das vorderste Lager der Welle eines Turbosatzes und eine daran befestigte Überholkupplung mit Hydrogetriebemotor und
- Fig. 2 die Einbindung der erfindungsgemäßen Wellendrehvorrichtung in die vorhandenen Ölversorgungssysteme eines Turbosatzes.
- Fig. 1 shows a longitudinal axial section through the foremost bearing of the shaft of a turbo set and an overrunning clutch attached to it with a hydraulic gear motor and
- Fig. 2, the integration of the shaft rotating device according to the invention in the existing oil supply systems of a turbo set.
In Fig. 1 ist die Anbindung einer Wellendrehvorrichtung an das vorderste Ende einer Welle 1 eines Turbosatzes in einem Längsaxialschnitt dargestellt. Im vorliegenden Falle ist das vorderste Aggregat auf dem Wellenstrang des Turbosatzes die Hauptölpumpe 2, deren Umrisse angedeutet sind. Dementsprechend ist das vorderste Lager 3 der Welle 1 ein Lager der Hauptölpumpe 2, was jedoch für das Prinzip der Erfindung nicht von entscheidender Bedeutung ist. Dieses vorderste Lager 3 der Welle 1 ist, wie auch die übrigen Lager, mit einem Öleinlaß 5 versehen, so daß durch Einspeisung von Öl in den Lagerteil 3a eine hydrodynamische Schmierung der Welle möglich ist. Zusätzlich ist dieses Lager, im Gegensatz zu den übrigen im Wellenstrang, mit einem zusätzlichen Lagerteil 3b und einer Öleinspeisung 4 versehen, welche der hydrostatischen Zentrierung dienen. Auf dem aus dem Lager 3 herausragenden äußersten Ende der Welle 1 ist der Innenring 6 der Überholkupplung befestigt, vorzugsweise mit einer Mutter 9 festgeschraubt. Der Außenring 7 der Überholkupplung kann über Klemmkörper 8 mit dem Innenring verbunden werden, wobei die Klemmkörper mit dem Innenring 6 umlaufen und im Überholfall bei höheren Drehzahlen des Innenringes 6 einschwenken, so daß kein Verschleiß am Außenring 7 und den Klemmkörpern 8 auftritt. Der Außenring 7 ist mit der Welle 14, vorzugsweise einer Profilwelle, über einen entsprechenden Profilwellenflansch 13 und einen Haltering 10 verbunden, im dargestellten Falle verschraubt. Haltering 10 und Profilwellenflansch 13 sind durch Kugellager 11 in einem Gehäuse 12 gelagert. Das Gehäuse 12 selbst ist über das Lagergehäuse mit dem Gehäuse des vordersten Lagers bei der Welle 1 verbunden und so aufgesetzt bzw. angeschraubt, daß Relativbewegungen zwischen beiden nicht möglich sind. An das Gehäuse 12 der Überholkupplung ist der Hydromotor 16 mit seinem integrierten Getriebe 15 ebenfalls fest angeschraubt, so daß beide ohne zusätzliche Halterung vom Gehäuse 12 der Überholkupplung getragen werden. Die Ölversorgung des Hydromotors 16 erfolgt über eine Ölzuleitung 17, die Entsorgung über eine Ölablaufleitung 18. Das Lecköl des Hydrogetriebemotors versorgt zunächst intern das integrierte Getriebe 15 und gelangt von dort über einen Leckölauslaß 19 und eine Ölleitung 20 zur Überholkupplung, die im Innern einen Ölzulauf 21 zum Profilwellenflansch aufweist. Der Profilwellenflansch 13 wiederum besitzt einen Ölsammelkragen 22, in welchem das zulaufende Öl unter Einwirkung der Schwerkraft gesammelt und durch Ölablaufbohrungen 23 den Klemmkörpern 8 und den Kugellagern 11 zugeleitet wird, bis es zu einem nicht dargestellten Ablauf gelangt. Handelsübliche Überholkupplungen, welche im vorliegenden Fall eingesetzt werden können, sind relativ empfindlich gegen Exzentrizitäten von Innenring 6 und Außenring 7. Eine bei Versuchen verwendete Kupplung schaltete einwandfrei bis zu Exzentrizitäten zwischen Außen- und Innenring von 0,25 mm (Rundlaufabweichung 0,5 mm). Da auch Fertigungstoleranzen der Teile 3, 2, 12, 11 und 10 zu berücksichtigen sind, so muß die tatsächliche Exzentrizität jedoch stets kleiner sein als etwa die Hälfte des Lagerspiels zwischen 1 und 3. Damit wird andererseits auch Lagerschäden durch exzentrischen Kupplungseingriff vorgebeugt. Das max. Lagerspiel wird durch den steigenden Ölverbrauch auf 0,4 mm begrenzt.In Fig. 1 the connection of a shaft rotating device to the foremost end of a shaft 1 of a turbo set is shown in a longitudinal axial section. In the present case, the foremost unit on the shaft assembly of the turbo set is the main oil pump 2, the outlines of which are indicated. Accordingly, the foremost bearing 3 of the shaft 1 is a bearing of the main oil pump 2, but this is not of critical importance for the principle of the invention. This foremost bearing 3 of the shaft 1, like the other bearings, is provided with an oil inlet 5, so that hydrodynamic lubrication of the shaft is possible by feeding oil into the
Die Forderung nach Begrenzung der Exzentrizität auf die Hälfte des Lagerspiels kann nicht ohne Zusatzmaßnahmen eingehalten werden. Ein zusätzlich in das vorderste Lager 3 integriertes hydrostatisches, selbstzentrierendes Lager 3b kann jedoch das Wellenende mit dem Innenr 6 der Überholkupplung so gut zentrieren, daß bei normalem Lagerverschleiß keine oberhalb der Toleranzgrenze liegenden Exzentrizitäten auftreten. Da ansonsten die gesamte Wellendrehvorrichtung alle Bewegungen des vorderen Lagergehäuses vollständig mitmacht, müssen weitere Faktoren nicht berücksichtigt werden.The requirement to limit the eccentricity to half the bearing clearance cannot be met without additional measures. A hydrostatic, self-centering
Fig. 2 zeigt die erfindunsgsgemäße Einbindung der Wellendrehvorrichtung in die vorhandenen Ölsysteme. Die Ölversorgung 30 des Wellenanhebesystemes, die beispielsweise einen Druck von etwa 180 bar aufweist, speist einerseits die Zuleitungen 31, 32 zu den einzelnen Lagern der Welle 1 und andererseits die Ölzuleitung 33, 17 zum Hydromotor 16. Durch regelbare Drosselventile 34, 37 läßt sich die Aufteilung der Ölmengen auf Pumpenlager und Hydromotor einstellen, wobei beim Anfahren zunächst der volle Druck zum Hydromotor gelangt. Ein Druckmeßgerät 35 und eine Absperrarmatur 36 zum Absperren des Hydromotors können vorgesehen werden. Ferner kann die Ölzuleitung 17 des Hydromotors über ein Rückschlagventil 40 und eine regelbare Drossel 39 zusützlich mit dem Schmierölkreislauf 38 des Turbosatzes verbunden sein, der beispielsweise einen Druck von etwa 2 bar aufweist. Nach Abschalten der Ölzufuhr 30 des Wellenanhebesystems öffnet dann das Rückschlagventil 40 und versorgt den Hydromotor 16 mit Ö1 unter geringem Druck, wodurch ein langsames Weiterdrehen zur Vermeidung von Lagerschäden bewirkt wird.2 shows the integration of the shaft rotating device into the existing oil systems. The
Die vorliegende Erfindung zeichnet sich durch einen besonders einfachen, platzsparenden Aufbau aus und benötigt kleine zusätzlichen Steuer- und Regelorgane beim Anfahrbetrieb. Hydrogetriebemotor und Überholkupplung können handelsübliche Bauteile sein, wobei für unterschiedliche Drehmomente unterschiedlich starke, aber ansonsten gleichartig aufgebaute Hydromotoren mit entsprechenden Überholkupplungen eingesetzt werden können. Ein Auswechseln des Hydromotors ist bei laufender Welle relativ leicht möglich, eine Nachrüstung mit dem System bei vorhandenen Turbosätzen mit nur geringem Aufwand verbunden.The present invention is characterized by a particularly simple, space-saving design and requires small additional control and regulating elements when starting up. Hydraulic geared motor and overrunning clutch can be commercially available components, whereby for different torques differently strong, but otherwise identical hydraulic motors with corresponding overrunning clutches can be used. It is relatively easy to replace the hydraulic motor while the shaft is running, and retrofitting to the system with existing turbo sets is only possible with little effort.
Hingewiesen sei auch darauf, daß bei der erfindungsgemäßen Drehvorrichtung während des Turnbetriebes eine Abschaltung der Vollast-Hilfsölpumpen nach Abkühlung der Turbine möglich ist, da dann alle Lager und der Hydromotor vom Wellenanhebesystem versorgt werden können.It should also be noted that in the rotating device according to the invention, it is possible to switch off the full-load auxiliary oil pumps after the turbine has cooled down during gymnastics operation, since all bearings and the hydraulic motor can then be supplied by the shaft lifting system.
Claims (11)
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