DE1475287C - Kupplung zur Verbindung unterteilter Wellenstränge - Google Patents

Description

Für die Verbindung von Wellenteilen werden bekannterweise sowohl angeschmiedete Kupplungen als auch aufgesetzte, oder aufgeschrumpfte Kupplungen verwendet (Hütte II, 27. Auflage, Seite 147). Aufgesetzte Kupplungen werden vor allem dann angewendet, wenn auf der Welle einteilige, die Welle umschließende Konstruktionsteile montierbar sein müssen, deren Innendurchmesser kleiner ist als der Außendurchmesser der Kupplung und wenn diese Teile dabei nicht von dem der Kupplung abgewendeten Ende der Welle über diese geschoben werden können.

Aufgesetzte Kupplungen sind bei schnellaufenden Maschinen besonders dann von Nachteil, wenn sie bei von Zeit zu Zeit durchzuführenden Revisionsarbeiten abgezogen und wieder aufgezogen werden müssen, wobei infolge einer Änderung des Sitzes die Gefahr einer Verschlechterung der Lauf ruhe der gekuppelten Wellenstränge besteht.

Die vorgenannten Nachteile können durch Kupplungen nach dem Ausgangspunkt der Erfindung vermieden werden, bei denen mindestens einer der angeschmiedeten Kupplungsflansche mit einem demontierbaren Außenring versehen ist. Solche Kupplungen ermöglichen es, daß auf der Welle einteilige, die Welle umschließende Konstruktionsteile montierbar sind, deren Innendurchmesser kleiner als der Außendurchmesser der Kupplung ist und die bei der Montage über den festen bzw. angeschmiedeten Kupplungsflansch geschoben werden können.

Bei einer bekannten Kupplung der vorgenannten Art (französische Patentschrift 837 304) sind die angeschmiedeten Kupplungsflansche bzw. die in diesen angeordneten Kupplungsbolzen für die Übertragung von axialen Kräften bzw. von Biegungskräften ausgelegt, während der demontierbare Außenring bzw. die zwischen diesem und den angeschmiedeten Kupplungsflanschen angeordneten Keilverbindungen für die Übertragung des Drehmomentes bemessen sind. Diese Aufteilung der vorgenannten Funktionen ist wegen des damit verbundenen erhöhten Aufwandes ungünstig; weiter kann dabei der Durchmesser der Teilfuge zwischen dem demontierbaren Kupplungs-Außenring und den angeschmiedeten Kupplungsflanschen nicht so klein gehalten werden, wie dies im Interesse des angestrebten Zweckes wünschenswert wäre.

Die bekannte Forderung, die Kupplung so auszubilden, daß auf der Welle einteilige, die Welle umschließende Konstruktionsteile montierbar sind, deren Innendurchmesser kleiner als der Außendurchmesser der Kupplung ist und die bei der Montage über den festen bzw. angeschmiedeten Kupplungsflansch geschoben werden können, wird nach der vorliegenden Erfindung im Einzelnen gemäß dem Kennzeichen des Anspruches 1 vorteilhaft erfüllt, wobei auch die vorerwähnten Nachteile vermieden werden.

Bei der erfindungsgemäßen Kupplung ist somit der Kupplungsteil, der die Übertragung axialer und vor allem tangentialer Kräfte für die Drehmomentübertragung übernimmt, ein starr mit der Welle verbundener nicht demontierbarer Bestandteil derselben, während der nur den Abschluß der Kupplung nach außen bildende Teil, der die Kupplungsbolzen umschließt und sie gegen die Wirkung der Zentrifugalkraft sichert, als demontierbarer aufgeschrumpfter Ring ausgebildet ist. Dadurch ist eine sichere Übertragung von Kräften und Drehmomenten auch unter rauhen Betriebsbedingungen gewährleistet.

Ist der Sitzdurchmesser dabei größer als der Lochkreisdurchmesser, so sind die Kupplungsbolzen durch weitgehende Umschließung ihrer Schäfte

schon am starren Innenteil der Kupplung gegen Zentrifugalkräfte gesichert (Anspruch 2).

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen angegeben. Dabei wird die Verschraubung von Kupplungsflanschen als bekannt vorausgesetzt (deutsche Auslegeschrift 1007 573). Die Fig. 1 und2 zeigen teilweise in Ansicht und im Schnitt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kupplung. In der Fig.3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt.

Mit 1 ist ein starr und nicht demontierbar mit der Welle oder dem Rotor einer elektrischen Maschine verbundener, gegebenenfalls angeschmiedeter Kupplungsflansch bezeichnet, der den Innenteil der Kupplung bildet. Der auf diesem aufgeschrumpfte einteilige Außenring ist mit 2 bezeichnet. 3 ist eine Schulter zwischen den Teilen 1 und 2, welche die axiale Lage des aufgeschrumpften Außenringes auf dem starr mit der Welle verbundenen Innenteil bzw. Flansch 1 der Kupplung sichert. Mit 4 sind einteilige Auflageringe für die Auflage der Köpfe der Kupplungsschrauben, bzw. deren Muttern bezeichnet, welche die Fuge zwischen dem Außenring 2 und dem Innenteil 1 überbrücken. Diese Auflageringe erleichtern auch die Bearbeitung der oft mit Vorteil ballig ausgeführten Kopf- oder Mutterauflage in den Ausnehmungen für die Kupplungsbolzen. Sie können als Passringe ausgeführt sein.

Mit 5 sind axiale Bolzen in der Trennfuge zwischen Kupplungsflansch 1 und dem Außenring 2 bezeichnet, die den Außenring auf dem Flansch zusätzlich zum Schrumpf in Umfangsrichtung sichern. Die Bolzen 5 können auch in radialer Anordnung die Sitzstelle überbrücken, was in den Abbildungen nicht dargestellt ist.

Der Schrumpf des Außenringes auf dem Kupplungsflansch wird zweckmäßig mit genügender Sicherheit so hoch gehalten, daß der aufgeschrumpfte Außenring auch bei einer anzusetzenden maximalen Drehzahl auf seinem Sitz noch fest bleibt. Bei hohen maximalen Drehzahlen kann es erforderlich sein, den aufgeschrumpften Außenring 2 aus einem besseren Werkstoff herzustellen als den mit der Welle verbundenen starren Kupplungsflansch 1, also die Welle

ίο selbst; bei anders gelagerten Fällen kann dies auch umgekehrt der Fall sein.

Die Fig.2 des Ausführungsbeispiels zeigt einen aufgeschrumpften Außenring 2 nur auf einer Seite der gekuppelten Wellenteile. Es kann jedoch auch notwendig sein, diese Maßnahme an beiden Wellenteilen zu treffen, gemäß F i g. 3.

Der Sitzdurchmesser 6 des Außenringes ist so gewählt, daß er größer ist als der Lochkreisdurchmesser für die Kupplungsbolzen, so daß die Bolzen-Schäfte weitgehend von dem Kupplungsflansch 1 umschlossen und damit bereits an dem Innenteil gegen Zentrifugalkräfte gesichert sind.

Die Kupplung ist nicht nur für die Verbindung von Wellen elektrischer Maschinen, beispielsweise bei unterteilten Wellensträngen an Turbogeneratorsätzen geeignet. Sie kann mit gleichem Vorteil auch für die Verbindung von Wellen anderer Maschinen, beispielsweise von Dampf- oder Gasturbinen mit den Wellen der von diesen angetriebenen Maschinen verwendet werden.

Dabei kann der Flansch 1 der Kupplung auch als ein Teil des Rotors solcher Maschinen ausgeführt sein. Vor allem ist aber die Verwendung der erfindungsgemäßen Kupplung dort von Vorteil, wo es sich um die Kupplung von bezüglich der Laufruhe empfindlicher Wellenteile handelt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Kupplung zur Verbindung unterteilter Wellenstränge, insbesondere für Wellen elektrischer Maschinen, die an jedem der zu kuppelnden WeI-lenteile einen an dem Wellenteil angeschmiedeten oder starr und nicht demontierbar mit dem Wellenteil verbundenen Kupplungsflansch aufweist, mit Kupplungsschrauben und -muttern zum Gegeneinanderpressen der Kupplungsflansche, bei der mindestens einer der angeschmiedeten Kupplungsflansche mit einem demontierbaren Außenring versehen ist dadurch gekennzeichnet, daß der Sitzdurchmesser (6) des aufgeschrumpften Außenringes (2) im Verhältnis zum Lochkreisdurchmesser der Kupplungsschrauben- und dem Durchmesser ihrer Bohrungen so gewählt ist, daß die Teilfuge zwischen dem Kupplungsaußenring (2) und dem Kupplungsflansch (1) durch die Bohrungen der Kupplungsschrauben verläuft.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sitzdurchmesser (6) des aufgeschrumpften Außenringes (2) größer ist als der Durchmesser des Lochkreises der Kupplungsschrauben.

3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der aufgeschrumpfte Außenring (2) zur Sicherung seiner axialen Lage auf dem Kupplungsflansch (1) mit einer Schulter (3) versehen ist.

4. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage des Außenringes (2) am Kupplungsflansch (1) in Umfangsrichtung durch radiale oder axiale, zur zusätzlichen Drehmomentübertragung dienende Bolzen (5), die die Sitzstelle überbrücken, gesichert ist.

5. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch in Ausnehmungen für die Köpfe der Kupplungsschrauben bzw. die Kupplungsmuttern eingelegte, als Auflage für diese Teile dienende einteilige Ringe (4), die die Teilfuge zwischen dem Kupplungsaußenring (2) und dem Kupplungsflansch (1) überbrücken.

6. Kupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Ausnehmungen für die Schraubenköpfe und/oder Muttern der Kupplungsschrauben eingelegten Auflageringe (4) als Paßringe ausgeführt sind, so daß durch sie der Kupplungsaußenring (2) und der Kupplungsflansch (1) in Umfangsrichtung kraftschlüssig miteinander verbunden sind.

7. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupplungsaußenring (2) aus einem anderen Werkstoff hergestellt ist, bzw. andere Festigkeitseigenschaften aufweist, als der Kupplungsflansch (1).

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