DE2106208A1 - Rotor Wellenanordnung, insbesondere fur Kreiselpumpen und Kreiseigeblase - Google Patents

Rotor Wellenanordnung, insbesondere fur Kreiselpumpen und Kreiseigeblase

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DE2106208A1 DE19712106208 DE2106208A DE2106208A1 DE 2106208 A1 DE2106208 A1 DE 2106208A1 DE 19712106208 DE19712106208 DE 19712106208 DE 2106208 A DE2106208 A DE 2106208A DE 2106208 A1 DE2106208 A1 DE 2106208A1
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Description

Westin.gh.ouse Electric Corporation, Westinghouse Building, Gateway Genter, Pittsburgh, Allegheny County, Pennsylvania
Rotor-Wellenanordnung, insbesondere für Kreiselpumpen
und Kreiselgebläse
Die Erfindung betrifft eine Hotor-We11enanordnung, insbesondere für Kreiselpumpen und Kreiselgebläse, mit einem Rotor, der eine durch einen Nabenteil hindurchführende Axialhohrung aufweist, ferner mit einer Welle, die einen sieh, durch, die genannte Axialbohrung hindurcherstreckenden und den Rotor tragenden Wellenteil aufweist, und endlich mit Verbindungsmittels, welche den Rotor drehfest mit der Welle verbinden.
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!ort, -!1'ΐΡ der ITabenteil dor Rotors an zwei Stirnseiten j ο eine konzentrisch zu seiner Axialbokrunt; liegende konische 5>läcli3 aufveic4:. daß ferner die genannten Verbindungsmittel c"Tei I.-'iibscheiben aufweisen, die auf dem den Rotor tragenden Wellonteil an den beiden Stirnseiten i'.ec Rotornabenteiles angeordnet sind und ,je eine konische Fläche aufweisen, axt welcher iier-3 Reibscheiben jeweils an der ihnen 30^enüberlielenden, entsprechend passenden 1^r genannten konischen Flächen des Rotornabenteiles anliegen, und daß die Welle und deren den Rotor tragender Uollenteil mit Schultern versehen sind, welche su "beiden Eoiten dei· Keil schein cn an;3;eordne4: sind und diese Reibscheiben povjie den evjxsehen ?.i~sen gelegenen Rotomabenteil eingespnnn4: hai':cn. vxobei die konischen Flächen der reibscheiben in nicht eingespannte::: IlerrtellungsKustand Jei:eils einen anderen IIegelv.riix:-l haben als die jeweils ru^ehörige Ironische Fläche des Rotornabenteiles.
Unter des genannten "Kerelwinkel" ist der Winlcel cu verstehen, der zwischen zwei gedachten Linien gebildet ist, v:elc-Iie auf der betreffenden konischen Fläche in einer geneinsamen Sbene liegen, die auch die Höhe des Kegels "beinhaltet.
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BAD ORIGINAL
Die Rotoren bzw. Laufräder von Kreiselpumpen und Verdichtern sind normalerweise mittels Paßfedez4n oder Keilen mit der zugehörigen Welle verbunden. Jedoch ergeben sich bei kleineren iiotor-Wellenanordnungen bei Verwendung von Paßfedern oder Keilen durch die erforderliche maschinelle Bearbeitung Schwierigkeiten, sodaß es erwünscht ist, Roboren und Wellen ohne die Verwendung von Paßfedern oder Keilen ausreichend drehfest miteinander zu verbinden, so daß ebenfalls ".rie bei Verwendung von Paßfedern oder Keilen starke Drehmomente übertragen werden können, aber keine Schwierigkeiten hinsichtlich einer maschinellen Bearbeitung auftreten.
Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, Rotoren und zugehörige Wellen jeweils drehfc-sb miteinander zu verbinden, ohne daß hierfür nachteilige Bearbeitungsvorgänge erforderlich sind, wobei diese drehfeste Verbindung ähnlich wie bei Verwendung von Keilen oder Paßfedern die Übertragung von verhältnismäßig großen Drehmomenten ermöglichen soll.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch ge-
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Die erfindungcgemäße Rotor-Wellenanordnung ist bei geringen Kosten sowohl leicht herstellbar als auch leicht zusammensetzbar, was durch die jeweils zusammenpassenden, konischen Flächen bedingt ist, welche jeweils einen anderen Kegelwinkel aufweisen, so daß eine sehr starke und innige Reibverbindung sichergestellt ist und dadurch beträchtliche Drehmomente übertragen werden können, ohne daß ein gegenseitiges Gleiten auftritt.
Diese durch die Erfindung erzielte außerordentlich starke kraftschlüssige Verbindung kann dadurch noch weiter verbessert werden, daß die der eigentlichen Welle zugeordnete Reibscheibe mit einer Gegenbohrung versehen wird, welche die genannte Schulter der Welle derart aufnimmt, daß zwischen der Mantelwandung dieser Gegenbohrung und der Schulter der Welle eine kraftschlüssige Verbindung gegeben ist, wenn die Reibscheiben und der zwischen ihnen gelegene Rotomabenteil von den auf beiden Seiten gelegenen Schultern axial eingespannt werden.
Vorzugsweise sind die konischen Flächen des Rotornabenteiles gemäß der Erfindung konvex und die konischen
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Flächen der Reibscheiben in entsprechend passender Weise konkav ausgebildet.
Selbstverständlich kann es im Rahmen der Erfindung in einigen Fällen auch erforderlich oder erwünscht sein, beim einen und/oder anderen Paar der jeweils zusammenpassenden konischen Flächen die Schräge in umgekehrter Richtung verlaufen au lassen, indem beispielsweise eine oder beide der konischen Flächen des Rotornabenteiles konkav und die jeweils zugehörige konische Fläche der betreffenden Reibscheibe konvex ausgebildet wird. In beiden möglichen Fällen ist es von Vorteil, wenn die konkave Reibfläche einen geringfügig kleineren Kegelwinkel aufweist als die konvexe Reibfläche.
Um eine Selbstzentrierung des Rotors mit Bezug auf die Welle während der Montage zu erreichen, haben die Axialbohrungen des Rotornabenteiles und der Reibscheiben mit Bezug auf den Durchmesser des durch sie hindurchragenden Wellenteiles vorzugsweise etwas Übergröße.
Der den Rotor und die Reibscheiben tragende Wellenteil kann gemäß der Erfindung die Form eines Schraubenbolzens haben, welcher mit seinem einen Ende stirnseitig
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in eine axiale Gewindebohrung der Welle eingeschraubt ist und an seinem anderen Ende einen Schraubenkopf oder Ringbund oder dgl. auf weist. Abweichend hiervon kann der den Rotor und die Reibscheiben tragende Wellenteil auch die Form einer Stift schraube, eines «/ellenstunpf es oder eines ähnlichen Elementes haben, welches mittels einer Mutter mit dem betreffenden Wellenende verschraubt ist. Ein an der Welle vorgesehener Ringbund bildet eine der genannten Schultern, während der Schraubenkopf des Gewindebolzens oder die Mutter der Stiftsch-aube, des Wellenstumpfes oder ähnlichen Elementes die 3enannte andere Schulter bildet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung; ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben . Es zeigen
Pig. T einen abgebrochenen schematiscLeri
Axialschnitt eines Verdichters bzw. Gebläses für eine Klimaanlage mit einer Eotor-Wellenanordnung nach der Erfindung,
Fig. 2 eine mit Bezug auf Fig. 1 ver-
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größerte axiale Schnittdarstellung der in Fig. 1 dargestellten Rotor-Wellenanordnung, und
. 3 einen schematischen Axialschnitt ähnlich Fig. 2, welcher die Teile der erfindungsgemäßen Rotor-Wellenanordnung in noch nicht eingespanntem Herstellungszustand zeigt.
Der in Fig. 1 dargestellte Zentrifugalverdichter v/eist ein Spiralgelläuse 10 für das jeweils verdichtete Gas und ein konzentrisch zu diesem angeordnetes Laufrad 11 auf- Das Laufrad 11 ist am einen Ende einer drehbaren Welle 12 !befestigt, die über ein Kitzel 13 und ein Zahnrad 14 jeweils von einem nicht dargestellten Elektromotor angetrieben wird. Das Laufrad ist mit Laufschaufeln und 16 versehen, welche sich jeweils "bis zu umfänglichen Gasabsabeöffnungen 17 an Diffusoreinlaß des Spiralgehäuses 10 erstrecken.
Insbesondere aus den Fig. 2 und 3 ist ersichtlich, daß die ¥elle 12 an ihrem das Laufrad 11 tragenden Ende stirnseitig lait einer axialen Gewindehohrung 20 versehen
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4-— fett
ist, in welche der mit einem Gewinde versehene Schaft eines sich durch eine Axialbohrung 23 des Laufrades 11 hindurcherstreckenden Gewindebolzens eingeschraubt ist, der mit einem Schraubenkopf 21 versehen ist. Der Nabenteil des Laufrades 11 ist an beiden Stirnseiten mit konischen Flächen 24 und 25 versehen, welche konvex ausgebildet sind und konzentrisch zur Axialbohrung 23 des Laufrades liegen. Auf dem Gewindebolzenschaft 22 sitzen zwei Reibscheiben 26 und 30, welche jeweils mit einer konischen Fläche 28 bzw. 31 versehen sind, die jeweils konkav"ausgebildet und konzentrisch zur Reibscheiben- achse angeordnet ist sowie mit der ihr jeweils gegenüberliegenden konischen Fläche 24 bzw. 25 des Laufrades 11 zusammenpaßt. Wie Fig. 3 zeigt, weisen die konkaven konischen Flächen 28 und 31 der Reibscheiben und 30 in ihrem nicht eingespannten Herstellungszustand jeweils einen geringfügig kleineren Kegelwinkel auf als die jeweils zugehörige konische Fläche der konischen Flächen 24 und 25 des Laufrades 11. Die Axialbohrung der Reibscheibe 30 ist an der von ihrer konischen Fläche 31 abgewandten Seite mit einer Gegenbohrung 32 versehen, welche teilweise einen Ringbund 33 der Welle 12 aufnimmt. Die Fig. 2 und 3 zeigen, daß die Axialbohrungen des Laufrades 11 und der Reibscheiben 26 und 30 mit Bezug auf
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den Schaft 22 des Schraubenbolzens 21, 22 geringfügig "Übergröße haben.
Während der Kontage der einzelnen oben beschriebenen Teile wird der Schraubenbolzen 21, 22 durch die Axialbohrungen des Laufrades 11 und der Reibscheiben 26, 30 hindurchgeführt und in die axiale Gewindebohrung 20 der Welle 12 eingeschraubt. Beim Festziehen des Schraubenbolzens 21, 22 richten sich zunächst das Laufrad 11 und die Reibscheiben 26, 30 infolge ihrer übergroßen Axialbohrungen mit Bezug auf diesen Schraubenbolzen aus, wie dies in S1XG-, 2 dargestellt ist, worauf dann beim weiteren Anziehen des Schraubenbolzens diese Teile zwischen dem Wellenringbund 33 und den Schraubenkopf 21, welche als Anschläge wirken, so stark eingespannt und zusammengedrückt werden, daß die konischen Flächen der Reibscheiben den Nabenteil des Laufrades 11 fest erfassen und die Mantelwandung der Gegenbohrung 32 den Ringbund 33 &ev Welle nit Preßsitz kraftschüssig aufnimmt. Es ist ersichtlich, daß diese erfindungsgemäße Anordnung eine durch Kraftschluß drehfeste( Reibverbindung in Form einer Spannvorrichtung darstellt, welche nicht nur einfach und billig in der Hers bellung und der Hontage ist, sondern mittels welcher von der Welle 12 auf das Laufrad 11 auch sehr große Drehmomente übertragen werden können.
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Claims (3)

  1. Patentansprüche;
    J Rotor-Wellenanordnung, insbesondere für Kreiselpumpen und Kreiselgebläse, mit einem Rotor, der eine durch einen Nabenteil hindurchführende Axialbohrung aufweist, ferner mit einer Welle, die einen sich durch die genannte Axia!bohrung hindurcherstreckenden und den Rotor tragenden Wellenteil aufweist, und endlich mit Verbindungsmitteln, welche den Rotor drehfest mit der Welle verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß der Nabenteil des Rotors (11) an zwei Stirnseiten .je eine konzentrisch zu seiner Axialbohrung (21) liegende konische fläche (24·, 25) aufweist, daß ferner die genannten Verbindungsmittel zwei Reibscheiben (26, 30) aufweisen, die auf dem den Rotor tragenden Wellenteil (12) an den beiden Stirnseiten des Rotornabenteiles angeordnet sind und je eine konische Fläche aufweisen, mit welcher diese Reibscheiben jeweils an der gegenüberliegenden, entsprechend passenden der genannten konischen Flächen des Rotornabenteiles anliegen, und daß die Welle und deren den Rotor tragender Wellenteil mit Schultern (33» 21) versehen ist, welche zu beiden Seiten der Reibscheiben angeordnet sind und die Reibscheiben sowie den zwischen diesen gelegenen Rotornabenteil eingespannt halten, wobei die konischen
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    Flächen der Reibscheiben in nicht eingespanntem Herstellungszustand jeweils einen anderen Kegelwinkel haben als die jeweils zugehörige konische Fläche des Rotornabenteils.
  2. 2. Rotor-Wellenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an. der Schulter (33) der Welle (12) anliegende Reibscheibe (30) eine diese Schulter zumindest teilweise aufnehmende Gegenbohrung (32) aufweist, deren Umfangswandung diese Schulter satt bzw. mit Preßsitz aufnimmt, wenn diese Reibscheibe unter axialem Druck steht.
  3. 3. Rotor-Wellenanordnung nach Ansprach 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der konischen Flächen (24 und/oder 25) des Rotornabenteiles konvex und die mit dieser zusammenwirkende konische Fläche (28 oder der betreffenden Reibscheibe (26 und/oder 30) konkav ist oder umgekehrt, wobei der Kegelwinkel der konkaven konischen Fläche in nicht eingespanntem Herstellungszustand geringfügig kleiner ist als der Kegelwinkel der mit dieser konkaven konischen Fläche zusammenwirkenden konvexen konischen Fläche.
    4-. Rotor-Wellenanordnung nach einem der Ansprüche 1
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    bis J, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialbohrung (23) des Kotornabenteiles und die Axialbohrungen der Reibscheiben (26, JO) mit Bezug auf den Durchmesser des den Hotor (11) tragenden Wellenteiles (21, 22) eine ausreichend große "Übergröße haben, so daß sich der Rotor relativ eut './eile selbst zentriert, wenn die konischen Flächen (28, 31) der Reibscheiben während der Montage an die betreffenden konischen !Flächen (24-, 25) des Rotomabentexles anglegt werden.
    or—Wellenanordnung nach eine™ dei· Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte, den Rotor (11) tragende Wellenteil ein Schraubenbolzen (21, 22) ist, welcher an seinen: einen Snda einen stirr,::eii:ig in eine axiale Geivindebohrun,^ (2C) csr eigc-ntlic..ien "volle (12) eingeschraubten Schraubenteil (22) aufv.--3ict und an Tc-iiier. von. diesem Schraubenteil abgewandten Ende zr.it einen: Schraubenkopf (21) versehen ist, welch letzterer eine der genannten Schultern bildet, während die "betreffende andere Schulter durcli einen Ringbund (33) an den mit der genannten axialen Gewindebohrung versehenen Wellenende ge-Ml:"!3t ist.
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