DE1170721B

DE1170721B - Elastische Wellenkupplung

Info

Publication number: DE1170721B
Application number: DES37963A
Authority: DE
Inventors: Lorenz Soelch
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1954-03-04
Filing date: 1954-03-04
Publication date: 1964-05-21

Description

Elastische Wellenkupplung Die Erfindung betrifft eine elastische Kupplung für einen senkrecht an einem Axiallager aufgehängten, mehrfach unterteilten Wellenzug eines Maschinensatzes, dessen einzelne, durch eine elastische Kupplung verbundenen Wellenteile in jeweils zwei Radiallagern gelagert sind.
Bei der Aufstellung senkrechter Maschinenaggregate, bei denen mehrere Maschinen übereinander angeordnet sind, ergeben sich bei größeren Leistungen und hohen Drehzahlen Schwierigkeiten durch die mechanisch bedingte kritische Drehzahl, die sogenannte Biegungskritische, sofern man das Aggregat mit einer einteiligen Welle ausführt. Zur überwindung dieser Schwierigkeiten hat man daher unter Beibehaltung einer einstückigen vertikalen Welle mehrere Radiallager als Führungslager über die Länge dieser Welle verteilt angeordnet. Die Ausrichtung dieser Lager ist jedoch außerordentlich schwierig; auch läßt sich die kritische Drehzahl der Welle nicht eindeutig bestimmen. Man hat daher bereits den Weg beschritten, die Welle zu unterteilen und für jede einzelne Welle zwei radiale Führungslager vorgesehen. Dabei wird der ganze Wellenzug, dessen einzelne Teile untereinander durch elastische Kupplungen verbunden sind, durch ein einziges Axiallager getragen bzw. an diesem aufgehängt.
Zur Übertragung von axialgerichteten Kräften ist es bei Axiallagern, auf die sich eine Welle abstützt, bekannt, das Gewicht über eine Kugel auf die Lagergrundplatte zu übertragen. Bei diesen bekannten Anordnungen kann sich die Kugel in einem gewissen Maße radial einstellen, jedoch sind die Wellen unmittelbar über der auf der Kugel aufliegenden Stirnfläche des Wellenendes radial geführt, so daß radiale Verschiebungen der Welle nicht auftreten können. Die Konstruktion dieser Stützlager läßt sich auf oberhalb des Wellenzuges angebrachte Axiallager nicht übertragen. Es ist aber gerade bei Maschinenaggregaten, deren Wellen mehrfach unterteilt sind, von besonderem Vorteil, das Axiallager oberhalb des Wellenzuges anzubringen, so daß der Wellenzug an de n Lager aufgehängt ist.
Es ist erwünscht, daß bei einem senkrecht an einem Axiallager aufgehängten, mehrfach unterteilten Wellenzug eines Maschinensatzes, dessen einzelne, durch eine elastische Kupplung verbundenen Wellenteile in jeweils zwei Radiallagern gelagert sind, die ^Einzelnen Radiallager zum Schutz vor Schäden durch übermäßige Wellenschwingungen leicht eingestellt werden können. Dadurch ergibt sich die Aufgabe, die elastischen Kupplungen zur Verbindung der einzelnen Wellenteile untereinander so auszubilden, daß sie Drehelastizität besitzen, in axialer Richtung starr sind und zusätzlich radiale Verschiebungen der durch sie verbundenen Wellenteile zulassen. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in einem zwischen beiden Kupplungshälften gebildeten Hohlraum senkrecht zur Kupplungsachse zwei Ankerplatten angeordnet sind, von denen die untere über Zuganker gegen die obere Kupplungshälfte und die obere, gegen die untere Kupplungshälfte spannbar ist. Die einzelnen Zuganker durchsetzen die jeweils nicht von ihnen gespannte Ankerplatte mit radialem Spiel. Zwischen den Ankerplatten ist eine an sich bekannte Stützkugel angeordnet, die in einer der beiden Ankerplatten zentriert und an einer ebenen, achsnormalen Fläche der anderen Ankerplatte anliegt. Diese elastische Kupplung gemäß der Erfindung besitzt alle geforderten Eigenschaften, so daß die durch die kritische Drehzahl bedingten Schwierigkeiten bei einem vertikalen Maschinensatz überwunden werden. Insbesondere ermöglicht die elastische Kupplung durch die freie Beweglichkeit der achsnormalen Auflagefläche gegenüber der Kugel eine radiale Verschiebung zwischen den Wellenteilen. Bei bisher bekannten elastischen Kupplungen, die mit Hilfe einer zwischen den Kupplungshälften angeordneten Kugel axiale Kräfte übertrugen, waren die Kugeln radial in beiden Kupplungshälften festgelegt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den F i g. 1 und 2 dargestellt. F i g. 1 zeigt schematisch einen vertikalen Mittelfrequenzumformer mit unterteilten Wellen. Die Welle 1 des Mittelfrequenzgenerators und die Welle 2 des diesen Generator antreibenden Motors sind über die elastische Wellenkupplung 3 miteinander verbunden. Geführt werden die beiden Wellen 1 und 2 durch die an ihren Enden vorgesehenen Radiallager 4, 5, 6 und 7. Das Gewicht der beiden Wellen 1 und 2 und der mit ihnen verbundenen Teile wird von dem am oberen Ende der Welle 1 angeordneten axialen Traglager 8 getragen, das sich über die Tragkonstruktion 16 und über das Gehäuse des Maschinensatzes auf das Fundament abstützt.
Die elastische Wellenkupplung 3, welche die Welle 1 mit der Welle 2 verbindet, ist in der F i g. 2 dargestellt. Zwischen beiden Kupplungshälften ist ein Hohlraum gebildet, in dem senkrecht zur Kupplungsachse zwei Ankerplatten 11 und 15 angeordnet sind. Die untere Ankerplatte 11 ist gegen die obere Kupplungshälfte durch Zuganker 12 gespannt, während die obere Ankerplatte 15 durch die Zuganker 14 mit der unteren Kupplungshälfte gespannt ist. Zwischen den Ankerplatten 11 bzw. 15 ist die aus gehärtetem Stahl bestehende Stützkugel 10 angeordnet. Sie ist in einer kegelförmigen Bohrung der Ankerplatte 11 wellenmittig zentriert und abgestützt und liegt an einer ebenen, achsnormalen Fläche der Ankerplatte 15 an. Die Ankerplatte 15 kann sich also gegenüber der Stützkugel 10 radial verschieben. Damit diese radiale Verschiebbarkeit und mithin die Möglichkeit einer unterschiedlichen radialen Ausrichtung der Wellen 1 und 2 gegeneinander nicht gehindert ist, durchsetzen die einzelnen Zuganker 12 bzw. 14 die jeweils nicht von ihnen gespannte Ankerplatte mit radialem Spiel. Die Stützkugel 10 überträgt also den Axialzug der Welle 2 auf die Welle 1 und ermöglicht radiale Verschiebungen zwischen diesen beiden Wellen.

Claims

Patentanspruch: Elastische Kupplung für einen senkrecht an einem Axiallager aufgehängten, mehrfach unterteilten Wellenzug eines Maschinensatzes, dessen einzelne, durch eine elastische Kupplung verbundenen Wellenteile in jeweils zwei Radiallagern gelagert sind, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß in einem zwischen beiden Kupplungshälften (3, 3) gebildeten Hohlraum senkrecht zur Kupplungsachse zwei Ankerplatten (11, 15) angeordnet sind, von denen die untere (11) über Zuganker (12) gegen die obere Kupplungshälfte und die obere (15) gegen die untere Kupplungshälfte spannbar ist, wobei die einzelnen Zuganker (12, 14) die jeweils nicht von ihnen gespannte Ankerplatte mit radialem Spiel durchsetzen und zwischen den Ankerplatten eine an sich bekannte Stützkugel (10) angeordnet ist, die in einer der beiden Ankerplatten (11) zentriert ist und an einer ebenen achsnormalen Fläche der anderen Ankerplatte (15) anliegt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 386 864, 572 845, 711112, 721712, 820 513, 855 646, 872136, 915 761; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1649 977; schweizerische Patentschrift Nr. 232187; französische Patentschrift Nr. 704199; britische PatentschriftNr. 2 634 aus dem Jahre 1913; USA.-Patentschrift Nr. 2 269 606.