DE102017203561A1

DE102017203561A1 - Drehmomente übertragende Reibscheibe mit Nasen, Verbindung und Verfahren zur Herstellung

Info

Publication number: DE102017203561A1
Application number: DE102017203561.7A
Authority: DE
Inventors: Markus Döhler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2017-03-06
Filing date: 2017-03-06
Publication date: 2018-09-06
Also published as: WO2018162391A1

Abstract

Durch die Verwendung von sich radial nach innen erstreckenden Nasen (33', 33'', ...) werden Verbindungselemente (13) gut durch eine Reibscheibe (10) oder Reibscheibensegment (12') geführt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehmomente übertragende Reibscheibe, die zusätzlich Nasen für Verbindungselemente aufweist, eine Verbindung und ein Verfahren zur Herstellung.
Aus dem Stand der Technik sind reibungserhöhende Beschichtungen und Drehmomentübertragungsverbindungen bekannt.
Die DE 10 2009 007 993 A1 offenbart eine Reibscheibe, die segmentförmig ausgebildet ist, wobei eine Schraube zwei Flansche mit zwischenliegender Reibscheibe verbindet. Die Segmente werden mit axialen Montierelementen an die Flansche befestigt.
Die DE 10 2012 211 263 A1 offenbart vergleichbares, wobei jedoch axial vorstehende Elemente vorgesehen sind.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte drehmomentübertragende Verbindung zu schaffen, bei der Reibscheiben optimal verwendet werden können.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Reibscheibe gemäß Anspruch 1, eine Verbindung nach Anspruch 5 und einem Verfahren zur Herstellung gemäß Anspruch 7.
In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Maßnahmen aufgelistet, die beliebig miteinander kombiniert werden können, um weitere Vorteile zu erzielen.
Es zeigen 1, 2 und 3 verschiedene Ansichten der Erfindung.
Die Beschreibung und die Figuren stellen nur Ausführungsbeispiele der Erfindung dar.
In 1 ist eine drehmomentübertragende Verbindung 1 dargestellt.
Eine solche Verbindung 1 weist insbesondere zwei miteinander zu verbindende Teile, ein erstes Teil 4 und ein zweites Teil 7 auf.
In der Regel handelt es sich um sich drehende Elemente, so dass eine Kraft von dem ersten Teil 4 auf das zweite Teil 7 oder umgekehrt übertragen werden soll.
Das erste Teil 4 und das zweite Teil 7 wird durch zumindest ein, insbesondere mehrere Verbindungselemente 13, insbesondere Schrauben 13, miteinander verbunden.
Zwischen dem ersten Teil 4 und dem zweiten Teil 7 ist eine Reibscheibe 10 vorhanden.
Die Wirkungsweise der Reibscheibe ist aus dem Stand der Technik bekannt.
Das erste Teil 4 und das zweite Teil 7 sind am Ende vorzugsweise als Flansche ausgebildet, können jedoch jede beliebige Form aufweisen. Solche Verbindungen 1 werden bei Turbinen, bei Windkraftanlagen oder ganz allgemein bei Wellen eingesetzt.
Dort, wo das zumindest eine Verbindungselement 13, hier in Form einer Schraube 13, eingesetzt wird, sind Löcher 14', 14" in dem ersten Teil 4 und in dem zweiten Teil 7 bzw. Löcher 11', 11", ... in der Reibscheibe 10 bzw. Reibsegmenten 12', 12", ... (2) vorhanden. Jedoch weist die Schraube 13 insbesondere einen sichtbaren geringeren Durchmesser oder Querschnitt auf als die Löcher 14', 14" der Teile 4, 7 bzw. der Löcher 11', 11" der Reibscheibe 10 bzw. Reibsegmente 12', 12", .... Die Löcher 14', 14", 11', 11", ... weisen einen Durchmesser 16 auf, wohingegen das Verbindungselement 13 einen Durchmesser 19 aufweist, der kleiner ist als der Durchmesser 16, insbesondere mindestens um 0,5mm, insbesondere um mindestens 1mm.
In 2 ist die Reibscheibe 10 näher dargestellt.
Die Reibscheibe 10 ist vorzugsweise segmentiert und weist Reibsegmente 12', 12", ... auf, insbesondere besteht sie 10 daraus.
Die Reibscheibe 10 oder die jeweiligen Reibsegmente 12', 12", ... weisen zumindest zwei, insbesondere drei Löcher 11', 11", ... auf, durch die die Verbindungselemente 13 hindurchgeführt werden können. Insbesondere weist bei der Verwendung von Segmenten 12', ... jedes Segment 12', ... zumindest zwei, insbesondere drei Löcher 11', 11", 11'" auf.
Erfindungsgemäß weisen die Löcher 11', 11", ... der Reibscheibe 10 oder der Reibsegmente 12', 12", ... jeweils zumindest drei Nasen 33', 33", ... auf, die sich innerhalb der Löcher 11', 11", ... radial nach innen erstrecken und - wie gestrichelt in 3 angedeutet - einen kleineren Durchmesser 19 bilden, der vorzugsweise dem geringeren Außendurchmesser des Verbindungselementes 13 entspricht. Durch diese Nasen 33', 33", 33'" wird die Schraube 13 durch die Reibscheibe 10 oder durch die Reibsegmente 12', 12", ... geführt und weist dann entsprechend einen Abstand auf.
Die Reibscheibe 10 bzw. die Reibsegmente 12', 12", ... können kreisförmig und/oder ovalförmig sein oder jede beliebige andere Form aufweisen.
Insbesondere bei der Verwendung von mehreren Reibsegmenten 12', 12", ... weist jedes Reibsegment 12', 12", ... jeweils mehrere Löcher 11', 11", ... und entsprechende Nasen 33', 33", ... in den Löchern 11', 11", ... auf.
In 3 ist ein Reibsegment 12' oder ein Teil einer Reibscheibe 10 mit drei Löchern 11', 11", 11'" näher dargestellt.
Es müssen aber nicht unbedingt drei Löcher pro Segment 12' sein, zwei reichen auch aus.
Eine Reibscheibe 10 mit den Nasen 33', 33", ... in den Löchern 11', 11", ... oder ein Reibsegment 12', ... mit Löchern 11', ... und den Nasen 33', 33", ... wird vorzugsweise wie folgt hergestellt: Ein Rohling ohne Löcher 11', 11", ... wird bereitgestellt und erhält die äußere Form eines Rings oder Ringsegments. Dann wird Material aus dem Vollen abgetragen, um die gewünschte Innenkontur des Loches 11' zu erhalten. Vorzugsweise wird zuerst zentral ein Loch mit einem kleineren Durchmesser 19 erzeugt durch ein Fräsverfahren, am besten durch ein Bohrverfahren.
Dann wird durch ein weiteres Abtragungsverfahren Material 44 zwischen den einzelnen, herzustellenden Nasen 33', 33", ... aus dem Vollmaterial abgetragen, so dass die Nasen 33', 33", ... einen integralen Bestandteil der Reibscheibe 10 oder der Reibsegmente 12', 12", ... ergeben.
Weitere Vorgehensweisen und Bearbeitungsmethoden sind möglich.
Ebenso kann direkt ein Loch mit dem Enddurchmesser 16 erstellt werden und durch Schweißraupen oder Punktschweißungen innerhalb der Löcher 11', 11", ... können auch die Nasen 33', 33", die als Führung für das Verbindungselement 13 dienen, erzeugt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009007993 A1 [0003]
DE 102012211263 A1 [0004]

Claims

Reibscheibe (10) für eine Verbindung (1) von Teilen (4, 7), wobei die Reibscheibe (10) mehrere Löcher (11', 11", ...) für jeweils ein Verbindungselement (13) aufweist, wobei zumindest einige Löcher (11', 11", ...), insbesondere alle Löcher (11', 11", ...), innerhalb der jeweiligen Löcher (11', 11", ...) radial sich nach innen erstreckende, massive Nasen (33', 33", ...) aufweisen.
Reibscheibe nach Anspruch 1, die segmentiert ausgebildet ist und mehrere Reibsegmente (12', 12", ...) aufweist, insbesondere zwei Reibsegmente (12', 12"), ganz insbesondere drei oder mehr Reibsegmente (12', 12", ...).
Reibscheibe nach einem oder beiden der Ansprüche 1 oder 2, bei dem die Reibscheibe (10) oder die Reibsegmente (12', 12", ...) auf beiden äußeren Kontaktflächen (40', 40", ...) jeweils eine Beschichtung (50', 50", ...) aufweisen, die (50', 50", ...) zur Erhöhung der Reibung zwischen den zu verbindenden Teilen (4, 7) dient, und insbesondere Hartstoffpartikel, ganz insbesondere Diamant, kubisches Bornitrid, Nitride und/oder Karbide, insbesondere Siliziumkarbid, aufweist.
Reibscheibe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2 oder 3, bei dem die Nasen (33', 33", ...) einstückig mit dem Rest der Reibscheibe (10) oder dem Rest der Reibsegmente (12', 12", ...) ausgebildet sind.
Verbindung (1), zumindest aufweisend ein erstes zu verbindendes Teil (4) und ein zweites zu verbindendes Teil (7), die (4, 7) durch zumindest ein Verbindungselement (13), insbesondere durch zumindest eine Schraube (13), miteinander verbunden sind, wobei das erste Teil (4) und das zweite Teil (7) zumindest ein Loch (14', 14", ...) aufweisen, durch das (14', 14", ...) das zumindest eine Verbindungselement (13) durchführbar ist, und eine Reibscheibe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2, 3 oder 4 aufweist.
Verbindung (1) nach Anspruch 5, bei dem das Verbindungselement (13) einen deutlich kleineren Außendurchmesser oder Querschnitt aufweist als der Innendurchmesser des Lochs (14', 14", ...) oder der Löcher (11', 11", ...) der Reibscheibe (10) oder der der Reibsegmente (12', 12", ...).
Verfahren zur Herstellung einer Reibscheibe (10) oder von Reibsegmenten (12', 12", ...), insbesondere nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2, 3 oder 4, bei dem die Reibscheibe (10) oder das Reibsegment (12', 12", ...) in seiner äußeren Geometrie bereitgestellt wird, und dann die innere Geometrie der Löcher (11', 11", ...) herausgearbeitet wird, und damit massiv oder einstückig mit der Reibscheibe (10) oder Reibsegment (12', 12", ...) verbunden sind.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem zuerst ein Loch mit kleinerem Durchmesser (19') durch die Reibscheibe (10) oder Reibsegmente (12', 12", ...) erzeugt wird und dann noch zusätzlich Material (44) abgetragen wird, so dass zumindest drei Nasen (33', 33", ...), die sich radial nach innen in das Loch (11') erstrecken, verbleiben und damit massiv oder einstückig mit der Reibscheibe (10) oder Reibsegment (12', 12", ...) verbunden sind.