DE1575744B1 - Starre kupplung zur drehmomentuebertragung - Google Patents

Description

auf, welche die Kupplungsflansche gegeneinanderpressen.

Nach der Abb. sind am Außenumfang der Kupplungsflansche 3, 4 längsnutenartige Ausnehmungen 6, 7 eingearbeitet, die mit ähnlichen Ausnehmungen 8, 9 in den gekröpften Teilen 10, 11 der Hülse 5 derart übereinstimmen, daß die Hülse über die Flansche geschoben werden kann. Ihre Länge ist so bemessen, daß sie im erhitzten Zustand mit den gekröpften Teilen 10, 11 gerade die beiden Flansche umfaßt. Dadurch ist es möglich, sie soweit zu verdrehen, daß die in Umfangsrichtung zwischen den Ausnehmungen 6, 7 und 8, 9 übriggebliebenen Teile ähnlich einem Bajonettverschluß gegeneinander zu liegen kommen und so die Presskräfte von der Hülse auf die Flansche übertragen werden. Da diese Kräfte sehr groß werden können, ist es zweckmäßig, den Mittelteil 12 der Hülse, z.B. durch eine starke Reduktion der Querschnittsfläche, elastisch auszubilden.

Zur Zentrierung der beiden Wellenenden ist an der Stirnseite des Kupplungsflansches 4 ein Zentrieransatz 13 vorgesehen, der in eine entsprechende Ausnehmung des Kupplungsflansches 3 hineinpaßt. Die Zentrierung der Hülse 5 auf den Flanschen 3, 4 kann durch Ringstege 14 erfolgen, wofür ebenfalls ein Schrumpf geeigneten Ausmaßes angewendet werden kann.

Die erfindungsgemäßen Kupplungen können als reine Reibungskupplungen, aber auch kombiniert mit Scherelementen ausgeführt sein. Dafür eignen sich beispielsweise zylindrische Keilstücke 15, die, über eine Kreislinie verteilt, an den Stirnflächen der beiden Kupplungsflansche 3, 4 eingesetzt sind.

Als kraftübertragende Zwischenstücke können beispielsweise auch Keile verwendet werden.

Die Kupplungsflansche können vorteilhafterweise

ίο mit den Wellenenden aus einem Stück hergestellt sein, sie können aber auch als eigene Bauteile gefertigt und mit den Wellenenden auf eine zweckdienliche Weise starr verbunden sein. Ebenso ist es denkbar, die Hülse aus zwei oder mehreren Teilen herzustellen.

π Die erfindungsgemäße Kupplung ermöglicht die Unterbringung einer gegenüber einer Flanschkupplung mit axialen Schrauben mehrfachen Querschnittsfläche des die axialen Presskräfte aufbringenden Kupplungsteils bei wesentlich kleinerem Außendurchmesser der Kupplungsflansche, der bis auf das 1,2-fache des Wellendurchmessers heruntergehen kann. Da die Flansche nicht durchbohrt werden müssen und die Kupplungsverbindung, nämlich die Hülse, zylindersymmetrisch ist, ist ihre Beanspruchung gering. Die

Kupplung ist daher nicht nur für die Übertragung großer Drehmomente geeignet, sondern auch bei hohen Drehzahlen verwendbar.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

GOPY

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Starre Kupplung zur Drehmomentübertragung mit einer auf die beiden Wellenenden aufschrumpfbaren Hülse, wobei mindestens ein Wellenende Vertiefungen oder dergleichen aufweist, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) die Wellen (1, 2) haben an ihren Enden koa xiale, mit den Stirnflächen
Kupplungsflansche (3,4).

b)die Hülse (5) hat an ihren Enden mit den Vertiefungen (6, 7) der Wellenenden beim Aufbringen korrespondierende, radial nach innen weisende

nicht auf einige Stunden begrenzt ist, sondern das Bauelement für jahrelangen Dauerbetrieb ausgelegt sein muß.

Ferner ist eine Rohrkupplung bekannt, bei der die 5 Flanschen der Rohre mittels einer Hülse durch Schrumpfung der Hülse an den Dichtflächen zusammengepreßt werden, wobei die Hülse in der Art einer Überwurfmutter über die Flansche geschoben wird und mittels eines Gewinderinges verschraubt wird aneinanderstoßende io (USA.-Patentschrift 2,984,899). Bei dieser Rohrkupplung ist von Nachteil, daß die Montage der Hülse bei aufgeschweißtem Flanschring nicht möglich ist, wenn neben diesem Flanschring weitere Wellenteile mit größerem Durchmesser als dem Rohrdurchmesser vor-

Vorsprünge (8, 9), so daß sich die Hülse im kai- π handen sind. Weiters ist von Nachteil, daß die Hülse

ten Zustand aufschieben und erst nach dem Erwärmen soweit drehen läßt, bis ihre Vorsprünge hinter die Vorsprünge der Wellenenden greifen,

c) die Hülse weist weitere, nach innen ragende,

auf den Rohrenden nicht zentriert ist, was eine solche Verbindung für rasch laufende Turbomaschinengruppen ungeeignet macht.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Kuppgleichfalls mit den Wellenvertiefungen korrespon- 20 lung mit kleinem Durchmesser der Kupplungsdierende Vorsprünge (14) auf, die im aufge- flansche zu schaffen, bei der so hohe axiale Presskräfte hervorgebracht werden können, daß sie zur Übertragung großer Drehmomente im Stande ist, wobei diese gut zentriert sein soll.

25 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Kombination folgender Merkmale:

a) die Wellen haben an ihren Enden koaxiale, mit den Stirnflächen aneinanderstoßende Kupplungsflan-

schrumpften Zustand die Hülse auf dem äußeren Umfang der Flansche zentrieren,

d) die Hülse ist mit ihrem Mittelteil (12) im Querschnitt vermindert.

2. Starre Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stirnfläche der Kupplungsfiansche (3, 4) Bohrungen vorgesehen sind, in denen Scherelemente (15) eingesetzt sind.

sehe,

30 b) die Hülse hat an ihren Enden mit den Vertiefungen der Wellenenden beim Aufbringen korrespondierende, radial nach innen weisende Vorsprünge, so daß sich die Hülse im kalten Zustand aufschieben

Die Erfindung betrifft eine starre Kupplung zur und erst nach dem Erwärmen soweit drehen läßt, bis Drehmomentübertragung mit einer auf die beiden 35 ihre Vorsprünge hinter die Vorsprünge der Wellenen-Wellenenden aufschrumpfbaren Hülse, wobei minde- den greifen,

stens ein Wellenende Vertiefungen o. dgl. aufweist. c) die Hülse weist weitere, nach innen ragende,

Derartige Kupplungen kommen im Großmaschi- gleichfalls mit den Wellenvertiefungen korrespondienenbau zur Anwendung, wobei die axialen* Press- rende Vorsprünge auf, die im aufgeschrumpften Zukräfte aus zwei Gründen möglichst groß sein müs- 40 stand die Hülse auf dem äußeren Umfang der sen: Es soll ein möglichst hohes Drehmoment übertra- Flansche zentrieren,

gen werden können, und falls die Kupplungspartie ■ d) die Hülse ist mit ihrem Mittelteil im Querschnitt aus irgendwelchen Ursachen durch Wechselbiegemo- vermindert.

mente zusätzlich beansprucht wird, muß genügend Si- . Die Vorteile der Erfindung sind im einfachen Aufcherheit vorhanden sein, daß die beiden Kupplungs- 45 bau der Kupplung zu sehen, deren Hülse als einziges flansche nicht klaffen. Bauelement bei der Montage manipuliert werden

Es ist eine feste Wellenkupplung bekannt, bei der muß. Ferner ist durch die konstruktive Gestaltung eine Schrumpfverbindung von zwei Wellen durch eine der Kupplung eine gute Laufruhe gewährleistet, da Hülse gebildet wird, wobei die Wellenenden mit Ver- 50 die Schwer- und Symmetrieachse mit der Momentantiefungen versehen sind, in die sich die Hülse nach achse zusammenfällt, weil die Massenverteilung im dem Erkalten radial einzieht (deutsche Patentschrift Bezug auf die Momentanachse gleichmäßig ist. 372,153). Hierbei wird das gesamte Drehmoment Durch die erfindungsgemäße Kupplung wird der durch die Hülse übertragen, so daß die ohnehin Platz bzw. Raumbedarf bei gleicher Leistungsübertraschon durch Schrumpf spannungen beanspruchte 55 gung vermindert, wobei gleichzeitig auch eine Mate-Hülse auch noch Verdrehspannungen aufnehmen rialeinsparung erfolgt, muß. Dies führe bei großen Drehmomenten, beispielsweise bei Turbogruppen, deren Drehmoment in der
Größenordnung von 200 bis 300 mt bei einer durchschnittlichen Drehzahl von 3 600 U/min liegt, zu einer 60
Überbeanspruchung der Hülse, sowohl im -Querschnitt, als auch an der formschlüssigen Verbindung
mit den Wellenenden. Darüber hinaus tritt durch ungleichmäßiges Einziehen oder Einpressen der Hülse
in die Vertiefungen Unwucht auf, die die Laufruhe 65 hierauf jedes ihrer Enden mit je einem der beiden der gesamten Welle beeinträchtigt. Für Turbogruppen Kupplungsflansche, die sich bei zusammengefahrenen ist bei einer solch beschränkten Einsatzmöglichkeit Wellen an ihren Stirnflächen eng berühren, verbuneine Verwendung nicht denkbar, da zum Unterschied den. Kühlt die Hülse ab, so treten in ihr, da sie sich von der bekannten Einrichtung die Betriebsdauer nicht zusammenziehen kann, Schrumpfspannungen

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert, das in der Zeichnung im Axialschnitt dargestellt ist.

Die zu kuppelnden Wellenenden 1, 2 sind mit Kupplungsflanschen 3, 4 versehen, an denen die Hülse 5 angreift- Zur Herstellung der notwendigen kraftschlüssigen Verbindung wird die Hülse erhitzt, wodurch sie sich um ein gewünschtes Maß längt, und