DE1820594U

DE1820594U - Kupplung fuer triebwerkswellen, insbesondere bei rotary-bohranlagen.

Info

Publication number: DE1820594U
Application number: DEH35556U
Authority: DE
Original assignee: Haniel and Lueg GmbH
Current assignee: Haniel and Lueg GmbH
Priority date: 1960-07-23
Filing date: 1960-07-23
Publication date: 1960-10-27

Description

Kupplung für Triebwerkswellen, insbesondere bei Rotary-Bohranlagen.
Hohe pulsierende Drehmomente, etwa in der Grössenordnung zwischen 10 000 und 20 000 mkg, werden im schweren Maschinenbau mit Passfeder-oder Tangentialkeilverbindungen von der Welle auf die Nabe einer Kupplung oder sonstigen wellenverbindung übertragen.
Im stationären Maschinenbau muss weniger auf das Gewicht als auf den Preis einer solchen Verbindung gesehen werden. Es können dann die Sitzstellen der Naben stärker oder auch die Naben länger ausgebildet werden, damit die zulässige Keilpressung nicht überschritten wird.
Anders liegen die Verhältnisse z. B. im Bohrgerätebau ; solche Anlagen müssen wegen des häufigen Umbaues leicht gebaut sein, damit sie usr weite Strecken transportiert und auf vergleichsweise hohe Unterbauten aufgesetzt werden-können.
Da übermässig lange Passfedern nur schwer auf ihrer ganzen Länge zum Tragen gebracht werden können, hat man hier zunächst versucht, mehr als zwei Keile auf dem Umfang gleichmässig versetzt unterzubringen.
Eine annähernd vollständige Tragfläche kann dabei aber nur durch grosse handwerkliche Fertigkeit beim Tuschieren und Schaben erreicht werden.
Bei übermässiger Beanspruchung durch den stark pulsierenden Pumpenbetrieb, durch starke Stösse oder Schwingungen kommen zudem häufig Überbelastunge) an den Verbindungsstellen vor, die nach Deformierung der Keilflächen ein Abpressender Naben unmöglich machen und dazu zwingen, die Welle zu zerspanen oder die Nabe aufzusprengen, um wenigstens ein Teil wiederzugewinnen.
Ferner hat man zur Momentenübertragung Zahnverbindungen in Form von Nutwellen, Lorenzverzahnungen oder stark korrigierten Evolventenverzahnungen mit verkürzter Zahnhohe eingeführt. Bei diesen Verbindungen können wohl grosse Momente auf kurzem Sitz und ohne wesentliche Schwächung der Welle übertragen werden, aber es macht sich die Toleranz der Verzahnung, d. h. das Zahnspiel, das zum möglichen Austausch von Kupplungsteilen nötig ist, besonders bei Schlägen und stark pulsierenden Momenten durch Verschleiss und Passrostbildung unangenehm bemerkbar.
Um diese Schwierigkeiten zu beseitigen, besteht die Neuerung darin, dass ein ausserhalb der Verzahnung liegender Wellenzapfen mittels eines an sich bekannten Ringspannelementes gegen den mit derWelle verzahnten Bauteil verspannt und abgedichtet ist. Dabei befindet sich die Verzahnung zweckmässig im Bereich eines grösseren Wellendurchmessers als die am äusserstern Wellenende vorgesehene Verspannung. Ausserdem kann es zweckmässig sein, den mit der Welle verzahnten Bauteil zusätzlich am inneren, der Ringspannverbindung entgegengesetzten Ende durch einen engtolrerten Sitz gegenüber der Welle zu zentrieren.
Der Gegenstand der Neuerung ist auf der Zeichnung in zwei Ausführungsformen beispielsweise dargestellt, und zwar zeigen im Rahmen einer Rotary-Bohranlage Fig. 1 eine Triebwerkswelle zum Antrieb des Hebewerkes und der Spülpumpe, Fig. 2 die Hauptantriebswelle zur Hebewerkstrommel.
In beiden Fällen ist das Abtriebsende der Welle 1 hinter, dem Traglager 2 bzw. 2'-ein gleichartiges Lager befindet sich am anderen liellenende-mit einer Geradverzahnung 3 versehen, die mit einer entsprechenden Verzahnung einer Kupplungsnabe 4 bzw. 4' in Eingriff steht.
Ausserhalb der Verzahnung 3 befindet sich noch ein kurzer Wellenzapfen 5 bzw. 5' mit kleinerem Durchmesser, der mittels eines an sich bekannten Ringfeder-Spannelementes 6 gegen einen bis auf Spaltabstand an den Wellenzapfen heranreichenden Nabenteil 7 verspannt ist. Zum Anspannen des Spannelementes dient unter Zwischenschaltung eines Druckringes 8 eine Mutter 9, die auf ein Gewinde am äussersten Wellenende geschraubt ist und durch ein Sicherungsblech 10 bzw. 10', gegebenenfalls in Verbindung mit einer Gegenmutter 9' in ihrer Lage gehalten wird.
Bei der Verbindung zur Hauptschaltkupplung der Hebewerkstrommel gemäss Fig. 2 wird eine sehr genaue Zentrierung der Nabe verlangt. Aus diesem Grunde ist am inneren Kupplungsende der Nabe 4'ein zusätzlicher, engtolerierter Sitz 11 vorgesehen. Bei hohen Anforderungen an den Rundlauf der Nabe würde also nicht die Verzahnung 3 für die Zentrierung verantwortlich sein, sondern der Sitz 11 an der Innenseite und die Ringspannverbindung 6 an der Aussenseite.
Die Verzahnung 3 ist dagegen für die zuverlässige Übertragung der Drehmomente verantwortlich. Die Ringspannelemente 11 sollen nicht mit der grössten Kraft, die von den Herstellern für eine volle Momententbertragung vorgesehen ist, angezogen werden, sondern nur etwa mit einem Drittel dieses Wertes, da sie lediglich die Aufgabe haben, das Rückdrehen bei Schwingungen zu verhüten, damit keine Schläge und Beschädigungen in der Verzahnung entstehen können.
Infolgedessen genügt es in diesem Zusammenhang normalerweise, die Ringspannelemente mit nur zwei Keilringen auszuführen, obwohl eine Anordnung von mehr Keilringen ebenfalls ohne weiteres möglich ist.
Bei Fortfall des Stossfaktors kann sich das Härten der Verzahnung oder ihre Herstellung aus einem besonders hochwertigen Werkstoff erübrigen. Ausserdem wird das Wellenende durch das Ringspannelement gegen den anschliessenden Raum abgedichtet, so dass das im Bereich der Verzahnung vorhandene Schmiermittel nicht dorthin gelangen kann.
Die vorgeschlagene Kombination einer Verzahnung und Verspannung eignet sich auch für andere Wellenverbindungen unter ähnlichen Verhältnissen.

Claims

Scutzansprüche: 1.. Kupplung für Triebwerkswellen, insbesondere bei Rotary-Bohranlagen, mittels einer Geradverzahnung, dadurch gekennzeichnet, dass ein ausserhalb. der Verzahnung (3) liegender Wellenzapfen (5) mittels eines an sich bekannten Ringspannelementes (6) gegen den mit der Welle (1) verzahnten Bauteil (4 ; 4') verspannt und abgedichtet ist.
2. Kupplung nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung sich im Bereich eines grösseren Wellendurchmessers befindet als die am äussersten Wellenende vorgesehene Verspannung
3. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mit der Welle (l) verzahnte Bauteil (4') zusätzlich am inneren, der Ringspannverbindung (6) entgegengesetzten Ende durch einen engtolierten Sitz (11) gegenüber der Welle zentriert ist.