DE1988829U - Sicherheitskupplung mit schrumpfring. - Google Patents

Description

a-e-005443-9.3.68

Lieentia Patexit-Verwaltungs-CJinbH Frankfurt am Main, fheodor°»,5tern-»K.ai 1

Hamilton/Ms h 45 144/47e

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Sicherheitskupplung rait Schrumpfring

Die feuerung betrifft, eine Sicherheitskupplung mit Schrumpf*·, ring, welche dem Zweck dient, rotierende Bauteile vor'Überdrehzahl en zu "schützen» Eine derartige Aufgabenstellung ergibt aich beispielsweise bei Wasserkraftgeneratoren,-welche durch Wasserturbinen angetrieben werden* Wird ein solcher Generator plötzlich entlastet und vom Hetz abgeschaltet_s dann hat die Turbine das Bestreben,, durchzugehen» Ea sind infolgedessen 3chut^einrichtungen vorgesehen» welche dafür sorgen,» daß die Wasserzufuhr zur Turbine bei Entlastung des Generators so*

wird.

fort abgesperrt^"so daß sich die Drehzahl der Turbine nur geringfügig erhöht. Im ungünstigsten ^aIl -jedoch, wenn alle Schutzeinrichtungen versagen, kann eine Höchstdrehzahl₉ die sogenannte Durchgangsdrehzahl, welche etwa der doppelten Be.triebsdrehsahl entspricht, erreicht werden.- lim nun den .Generator auch in diesem. j?all vor Beschädigungen zu. schützen, muß er mechanisch so. ausgelegt .werden,- daü. .-er die bei der Durchgangs drehzahl auftretenden fliehkräfte -ohne, Beschädigung'aushält» Da die Durchgangs .drehzahl jedoch nur in"'ganz'

Milan und niemals betriebsmäßig erreicht wird_s öer Generator aber.durch die Auflage der Jtochgangsdreftzahlfestig* teeit in seiner möglichen Leistung stark begingt vaiä aueii In seiner Herstellung, sehr verteuert wird₉ fiat es si eil als zweckmäßig erwiesen, den Generator bei einer bestimmbaren Drehzahl von der Turbinenwelle abzukuppeln w&ö ihn somit vor Überdrehsahlea au schützen» Ein. derartig geschütster Generator braucht in seiner meeliaffioiPfeen Festigkeit mir für die bis zur Entkupplungsdrehzahi auftretenden iliehJa?äf>= te ausgelegt au v/erden*

Pur diesen Zweek wird eine Sicherheitskupplung benutzt» bei welcher sur direkten oder indirekten Drehmomentübertragung ein oder mehrere Schrumpf ringe dienen«-iJeuerungsgemäß" werden beim Lösen der Schrumpfverbindung aie den Schrumpfsitz "be-vürkenden Seile entfernt» Dadurch wird erreicht_s daß bei öiner beabsiohtigteii Lösung des Schrumpf sit zes_s. was beispiels«- v/eise durch fliehkraft geschehen kann₉ der Generator besser als bisher geschützt.ist. Denn ein© Gefahr für den Generator besteht bei Anwendung einer solchen Kupplung darin_s

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daß bei langsamer werdender Drehsahl der Turbine die jfli

jfcräfte im Schrumpfring nachlassen und dieser wieder seine us?-.

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sprünglichen Maße annimmt® lter Sehrumpiring kann sieh dabei

nach kurzem Schlüpfen festfressen und ruckartig in seinen
■früheren Sitz eingreifen» Dies bedeutet_s daß der Generators,
der während der Zeitdauer, in welcher die Kupplung ausgekuppelt ist₈ sum Stillstand gekommen ist, nun plötBlich ruckartig auf die momentane Drehzahl der Turbine beschleunigt wir« Bei einer derartig hohen Beschleunigung ist es sehr wahr&cheir daß Schaden an der Anlage auftreten.

Es. wird also bei .Anwendung der !Teuerung bereits
beim Abheben des Sohrumpfringes von seinem

Sits dafür gesorgt» daß dieser Schrumpfsitz entweder zerstört! wird oder aber der Schruiapfring in eine solche Lage gebracht
wird, die ein Wleaereingreifen bei verminderter Drehzahl in ' seinen ursprünglichen Sits unmöglich macht· Damit werden mögliche Sescnädigungen des Generators infolge ruckartigen Eingreifens der Kupplung, vermieden,»

Die dazu gemäß der feuerung vorgeschlagenen Maßnahmen werden <. irr« folgenden an Hand der figuren 1 bis. 4 näher besenrieben*

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Dabei -seigt " .

die i'ig« 1 das AusfUhrungsbeispisl einer Sicherheitskupplung mit Sc krumpf ring in der Über-sient»,

die i!¹ig_o 2 die Ausgestaltung des Schrumpfsitaes mit zerstörbarer Zwischenlage,,

die fig. 3 die Ausgestaltung des Schrumpf sit se s mit verschiel baren Swischenlagen und

die ü'ige 4 eine Anordnung sum Serspanen des Schrumpf si tze-s.

1 stellt einen Schnitt durch eine Sicherheitskupplung mit Schrumpfring -dar» Dabei bedeutet 1 eine 'beispielsweise durch eine Wasserturbine angetriebene * Wells,.mit welcher die Scheibe 2 mittels -4er .Schrauben 3 und-- der Stifte .4 itraft seiilüssig ¥erbtanclen. iet₉. während die getriebene₉ beispielsweise mit einem ',vaaserkraftgenerator verbunden© -Itfe.lle 5 mit. der Scheibe δ durcn die Schrauben 7-und die Stifte 8 ebenfalls .teraftschlüssig verbunden ist_o Über beide.Seheiben 2,6 greift radial der Schrumpfring 9₉ welcher .durch seinen Schrumpf sits die form- und kraftsoiilüsslge Verbindung. den Wellen 1» 5 über die Scheiben 2_β 6 bewirkte.

Der .Schrumpfring.9 ist so-.bemessen, daß er belspiels-.

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if eise durch Kinwirlamg von Fliehkräften seinen Sehrumpf sitz löst und somit den Kraftfluß .sv/isehen der treibenden Welle 1 tand der getriebenen Well© 5 unterbricht«-

Me in der lig» 1 dargestellten Axialstifte 10 dienen der .zen« triscfaen Halterung des Schrumpfringes 9₉ wodurch gleichseitig eine Verschiebung in Umfangsrieatwng gegenüber der Scheibe 2 verhindert wird» Beim Lösen des Schrumpf Sitzes .des Schrumpfringes 9 genügt es also, wenn die Scheibe. 6 in ihrer relativen. Winkelbewegung frei wm Schrumpfring_s also unabhängige wircL Die ebenfalls in der 3?ig* 1 gezeichneten Sicherungen. 11 verhindern ₉ daß die Axial'stifte 10 aus ihren Bohrungen heraustreten» -

Die Auflagefläche 12 der Seheibe 6_? auf welcher der Schrumpf-» ring 9 aufliegt), besteht dabei aus einem Materialj'; welches durch die beim Scßlupfvorgang auftretenden Reibungskräfte und die Reibungswärme flüssig wird und wegschmilzt'_β Kir diese Zwecke besonders geeignet ist s» .B. Lagermetall (Weißmetall)ο' Bei nachlassender Dehnung des-Schrumpf ringes ist infolge iTeh= lens der Pläohe 12 eine ?@rbindung swischön desa Schrumpf ring 9 und der Scheioe 6 nicht mehr mögliche

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Die Pig_o 2 aeigt einen Teil einer Anordnung entsprechend der Figo 1j bei welcher svriscfcen der Scfeeib© 6 -xmü. dem Schrumpf« "

ring 9 eine mit ßillen 14 versehene Zwischenlage Ij? eingesetzt 1st. Diese Zwischenlage 15 bestellt vorsugsifeise aus Alumimium oder einem ähnlichen Material mit geringer ReiTbungsfestigkeito Beita SchlupfVorgang wird die Oberfläche der Zwischenlage 13 bis etwa in Höhe des Grtmöes der Rillen 14_S. also bis unter das Scarumpfmaßj äuroli Zerrelben,zerstört^ Eb ist ira Übrigen aucJi denkbar.^ eine derartige Zwischenlage in ein© entsprechende des Sohrump^ringes 9 einsusetsen_o

Fig» 3 seigt ein vieiteres Beispiel aia@i? beim Schlupf Vorgang 'entfernbaren Zwischenlage=, Die ftgus stellt einen Sehnitt quer aur Achsrichtung der Anordnung dar« Zwischen dem Schrumpf·= ring 9 waß. der Scheibe 6 sind Zwischenlagen 19 eingeschrumpft. Beim Schlupfvorgangj also bei einer Relativbewegung zwischen dem Schrumpfring 9 und der Scheibe δ im Sinne der Pfeile 16 wiä 1?₉ werden diese Zwischenlagen 15 in die im Schrumpfring 9 befindlichen Kammern 18 geschoben« Dabei bra.u.eht das Material der Zwischenlagen 15 nur auf Druckfestigkeit, ausgelegt au sein, wäiirend es bei Zug- oder Reibungsbeanspruchung zerstört, werden

Eine Zerstörung des Schrumpf Sitzes* kann in «ieiterbildung des

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Gegenstandes der Mauerung BMQh. dadurch erreicht v/erden ₉ daß in dessen. Bexeieh Werkzeuge zum Zerspanen eingesetzt sincU Eine derartige Anordnung wird la eier i?ig_o 4 dargestellt;» Dabei befinden sieh la Schrumpfring 9 Werkzeughalter 19 _s in welche ein Werkzeug 20 eingesetzt ist. Beim Schlupf Vorgang wird folglick ein Zerspanen des SchrumpfSitzes bis unter ά&& Soaruapfmaß erreicht5 denn das Werkzeug 20 reicht mit seiner Schneidkante entsprechend weit in die Scheibe 6 hine&io Bs. ist zweckmäßig,, auf .dem Schrumpf ring 9 m@hr@r@ derartig© Werkzeuge anauordnenj) um genügend Plats für den Span zu erhalten»

Die "bisher beschriebenen Maßnahmen gegen die Reibungskräfte beim SchlupfVorgang können durch folgende Weiterbildung des Gegenstandes der letierung ersetzt oder ergänzt werden? Beim Lösen des Schrumpf Sitzes infolge tfliehkraf/fcdehnung. wird der Schrumpf ring in axialer Richtung .verschoben :umi in eine sol*· eiie Stellung gebrachte daß &r bei verminderter Drehzahl nicht wieder in dan ursprünglichen Schrumpfsitz, eingreifen kann_f sondern sich seitlich davon befindete Dies ist in "besonders einfacher und vorteilhafter Weise bei Maschinen-mit senkrecht ter Welle* möglich, weil bei die.sen die Verschiebung durch Ausnutzung der Schwerkraft vorgenommen werden kann«

Um genügend PlieJxferäfte für das Ablieben des Schrumpf ringes sur ferfügmig su hafeen„ ist es in Weiterbildung des Gegenstandes eier !feuerung awe.ckmäßig₉ den Schrumpfring.beispielsweise als Rotor einer elektrischen Maschin© auszubilden* Dies ■kann bei dem gewählten Beispiel einer Sicherheitskupplung für eine Wasserkraftanlage eine Erregermaschine oder .aweh. ein Wellengenerator sein«.

Dadurch^" daß die Schrumpfringe mit einer gewissen. Masse behaftet sein müssen, um durch Fliehkräfte inv/irkung ihren Schrumpf sits lösen ..au können ₉ kann, »an ihnen,: auch'die funktion eines -Schwungrades zuordnen«-Besonders, la-■ diesem MLIe j, aber ..auch in allea anderen■: Fällen "bei. Ataor.dntm«* gen; nach der ErÄdung ^:st es -selbstverständlich 3weckmäßig₉ öle SchrumpfTerbinöTaiig aur Verringorung der.'jiiiftreibuag ganz ..-©der teilweise gekapselt auszubilden_e.

8 Seiten Beschreibung

8 Schutsansprüche..-.

1 Blatt. Zeichnungen mit vier figuren

Claims (1)

1. 05443-9.3.68

   Licentia ■■Fatent~Verwaltuags~.GmbH

   am MaIn₉

   uamilton/hde L 43 144/470 Gfom

   Erf»-BJi?, 3/7

   So-hu.taa.nsprüohe '

   . . ca» «Ä» «n» m· *k» ·Μι «u» «s* «κι mm Km ■ eier «u« -au <&»

   1« Sicherheitskupplung zwischen einer treibenden "tmcl einer getriebenen Welle, bei iirelche? aur direkten oäex^j indirek ten .Drehmomentübertragung ein oder mehrere Schrumpf ringe dienen» dadurch gekennzeichnet,, daB beim lösen des Schrumpfverbindung die den ScJ^umpf&itss bewirkenden ö entfernt v;erdsn»

   Sicherheitskupplung naen Anspruch I₉ dadurch gekennseichnet₉ daiä die den Schrumpfsitz bewirkenden ".feile- gans oder teilweise aus einem.Material hergestellt-sind, welches unter Einwirkung der Reibungswärme öl©, durch den beim Lösen des Schrumpf sitisea auftretenden Schlupf το rgang ver=». ursacht wird, .flüssig wird. . ...

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   3« Siclie3?neitsj£upplüxig nach Anspruch 1_? öaduröli jietj cist·? die den Schrumpf sits bewirkenden 'i'eil© gana'o-dsr teilweise axis einem Material hergestellt SiSi(I₉ welches unter Einwirkung der Heibtmg, axe durch den. beim Lösen des Scferuiapfsitses auftretenden Scülup.tvorga,ng v©rui?rsaclit wird, serriefoen wird*

   4« SicheKheitskuppluag Baoli &<&n .tosprüclien 1 bis 3? cladmreli gelEeaaseichneUj daß die dea Schrumpfs its bewirkonclen Seile gans ode^ teilweise mit Killen»' Buten o„ ä» yerseliea.siB.d_o

   5. Sioiieriaeits&upplu»g naöla 0.0η Ansprüchen 1 mia 4₉ dadurch .gekennzeichnet, daß im Bereich d®& Sstoumpfsitses iioböl« artige Werkzeuge (20) in Werkseitgiialtersi (19) eingesetzt _3ίηά₉ welche "beim Schlupf Vorgang &@a Schrumpf sits bis.'tinter das Schrumpfmaß gersganen» . ·

   Sianerhsitsk-upplung nach aen Ansprüchen 1 und.4 gekenniseichnet, _? daß zwischen eiern Söhruap'fring iiiid. dea ange» trieläenen !Seil Swisöh@alag©n 15: ©ingees-tst, vorwiegend ■ ein» geschzfujapft sind, die beim Schlupf vorhang isersto-rt und/oder in benachbarte Kammern 18, .Kmt@*n O₀. ä, gee.cfc.obe». werden.

   7<s' Siphsrhöitsfeupplung nach <3.©n Ansprllolteia 1 bis 6„- dadurch gekennzeichnet j daß beisi Lösen das Sohrumpfsitses der ■.■-Schrumpfring 'axial versöiio.bem

   8. Sieherheitslcuppitmg naoh dan Anspruefoeii 1 bis 'I₅, dadurch gekennseiolmsts daß bei Kas.eh.lnen mit senkrechter Welle der Soferumpfring -gleichseitig als Έ&Ϊ1 &es Rotors einer elektrisoüen Hilfsaaschine■». ^«_: B« eiE®^ Si^Br@g©rmascMne_? ist ikiö beim Meen ä@s Sclirumpfsitses durch der Schwerkraft; axial verschoben w±rd₀