DE2135088C3 - Rotoranordnung mit einem Zugbolzen - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Rotoranordnung mit einem Zugbolzen, an den Enden des Zugbolzens angeordneten Wellenstümpfen, einem zwischen den Wellenstümpfen angeordneten, starr mit diesen verbundenen und eine zum Zugbolzen konzentrische Durchgangsbohrung aufweisenden Rädersatz, wobei der Zugbolzen an mindestens einer Stelle auf seiner Länge zwischen den beiden Wellenstümpfen gegenüber dem Rotor durch eine geteilte, zum Zugbolzen konzentrische Haltebuchse abgestützt ist.

Eine solche Rotoranordnung ist Gegenstand des deutschen Patents 20 34 088. Zur Lösung der Aufgabe, während des Betriebs einen festen Kontakt zwischen Rädersatz und Zugbolzen zu gewährleisten, so daß der Zugbolzen bei Deformation des Rädersatzes durch Fliehkräfte und/oder durch Wärme stets zentriert bleibt, findet beim Gegenstand des Patents 20 34 088 eine axial geteilte, zum Zugbolzen konzentrische Haltebuchse Verwendung, die eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Zugbolzen und Rädersatz herstellt.

Unterschiedlich hierzu wird erfindungsgemäß die genannte Aufgabe dadurch gelöst, daß die Haltebuchse aus einer ersten, starr auf dem Zugbolzen mit Spiel gegenüber der Durchgangsbohrung befestigten Haitebuchse und einer zweiten, in der Durchgangsbohrung mit Spiel gegenüber dem Zugbolzen starr mit dem Rädersatz verbundenen Haltebuchse besteht, und die erste Hakebuchse an ihrem der zweiten Haltebuchse zugewandten Ende eine Vielzahl von über den Umfang verteilten, axial gerichteten Aussparungen und die zweite Haltebuchse an ihrem der ersten Haltebuchse zugewandten Ende entsprechende, in die Aussparungen der ersten Haltebuchse eingreifende, axial gerichtete Vorsprünge aufweist, wobei Aussparungen und Vorsprünge formschlüssig radial zentrisch verschiebbar ineinandergreifen.

Aus der USA.-Patentschrift 30 70 348 ist eine Rotoranordnung bekannt, die sich von dem Gegenstand des deutschen Patentes 20 34 088 dadurch unterscheidet, daß der Zugbolzen gegenüber dem Rotor nicht durch eine geteilte, zum Zugbolzen konzentrische Haltebuchse abgestützt ist, sondern daß der Zugbolzen über eine sich radial erstreckende Radversteifung gegenüber dem Rädersatz starr abgestützt ist. Bei dieser Anordnung können im Betrieb infolge der bei hohen Drehzahlen auftretenden Fliehkräfte und/oder der unterschiedlichen Wärmeausdehnung zwischen Zugbolzen und Rädersatz im Bereich der Abstützung und im Sitz der beiden Teile Veränderungen auftreten, die eine Unwucht des Rotors ergeben.

Weiterhin ist eine Rotoranordnung mit Einzelrädern bekannt (deutsche Patentschrift 4 23 465), bei der die Räder einzeln radial-zentrisch-wärmebeweglich auf der Rotorwelle abgestützt sind und die Drehverbindung zwischen Rädern und Welle durch Keile hergestellt ist. Die Abstützung erfolgt durch mindestens einen im Querschnitt federnd gestalteten Ring. Da der Ring federnd ausgebildet ist, kann nicht ausgeschlossen werden, daß im Betrieb eine radiale Verschiebung des einzelnen Rades gegenüber der Welle oder eine Taumelbewegung auftritt. Der Federring muß aus federgehärtetem Stahl hergestellt und seine Oberfläche geschliffen werden. Dieses Material verliert bei höheren Temperaturen bald seine elastischen Eigenschaften.

Schließlich ist eine Rotoranordnung bekannt (deutsche Patentschrift 12 12 109), bei der die Wellenbüchse des Rotors an einer Stelle auf ihrer Länge zwischen ihren Enden axial fixiert und radial-wärmebewegüch gegenüber der Welle abgestützt ist. An ihren Enden ist die Wellenbüchse mit Umfangsnuten versehen, in die sich radial erstreckende und an der Welle befestigte Klauen eingreifen, um die Enden axial-radial-wärmebeweglich zu zentrieren. Ein Zugbolzen fehlt bei dieser Rotoranordnung.

Beim Erfindungsgegenstand ist dagegen durch die mit ihren gegenüberstehenden Enden axial ineinandergreifenden Haltebuchsen die radial-zentrisch-wärmebewegliche Abstützung des Zugbolzens formschlüssig gesichert, so daß unter allen Umständen eine Unwucht der Rotoranordnung vermieden ist.

Die beiden Haltebuchsen können auf einfache Weise als jeweils einstückige Bauteile hergestellt und mit dem Zugbolzen bzw. dem Rädersatz verbunden werden, wobei die Verbindung vorzugsweise durch Auf- bzw. Einschrumpfen erfolgt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch die Rotoranordnung, Fig.2 einen Teilschnitt durch die Rohranordnung

gemäß l·' i g. 1 im Bereich der Haltebuchsen,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung der an dem Zugbolzen befestigten ersten Haltebuchse und

Tig.4 eine perspektivische Darstellung der stan mit dem Rädersatz verbundenen /weiten Haltebuchse.

Die in der Fig. 1 gezeigte Rotoranordnung ist für einen mehrstufigen, doppelflutigen Gaskompressor gedacht. Zwischen zwei Wellet stumpfen 10 und 11 ist ein Zugbolzen 12 angeordnet und starr mit diesen verbunden. Der Rädersatz besteht aus zwei Rädergruppen 13 und 14, die jeweils an einem der Wellenstümpfc 10 und 11 anliegen und durch ein zylindrisches Dichtungsglied 17 voneinander getrennt sind. In der Fi g. 1 sind nur das erste Rad 18 und das letzte Rad 19 der ersten Rädergruppe 13 und das erste Rad 21 und das letzte Rad 20 der zweiten Rädergruppe dargestellt. Jede Rädergruppe kann aber mehr als zwei Räder aufweisen. Der Rädersatz ist in seinen einzelnen Elementen zentriert und gegen Verdrehen gesichert.

Gemäß den Fig. 1 und 2 ist eine geteilte, zum Zugbolzen 12 konzentrische Haltebuchse vorgesehen, die aus einer ersten Haltebuchse 37 und einer zweiten Haltebuchse 43 besteht. Dabei ist die erste Haltebuchse 37 mit Spiel gegenüber der im Dichtungsglied 17 ausgebildeten Durchgarigsbohrung durch Aufschrumpfen auf dem Zugbolzen 12 befestigt. Wie aus der F i g. 2 ersichtlich ist, liegt die aufgeschrumpfte erste Haltebuchse 37 mit ihrer einen Stirnfläche an einer auf dem Zugbolzen ausgebildeten Schulter 51. Der Schrumpfsitz nimmt nicht die gesamte Fläche der Bohrung 40 der Buchse 37 in Anspruch, vielmehr weist ein zum anderen StinuMide hinführender Teilbereich der Bohrung 40 ein Spiel gegenüber der Außenfläche des Zugbolzens 12 auf.

Die zweite Haltebuchse 43 ist in der stufenförmig

ausgebildeten Durchgangsbohrung des Dichtungsglie-

s des 17 mit Spiel gegenüber dem Zugbolzen 12 eingeschrumpft. Dabei legt sich ein im Durchmesser erweiterter Teil der Buchse gegen eine als Schulte; 55 wirkende Abstufung der Durchgangsbohrung. Mantelflächen 44 und 45 des im Durchmesser erweiterten Teils

ίο der zweiten I laltebuchse stehen in Schrumpfverbindung mit der Innenwandung der Durchgangsbohrung. Das Spiel der Bohrung 47 der zweiten Haltebuchse 43 bezüglich des Zugbolzens 12 entspricht dem Spiel der nicht vom Schrumpfsitz beanspruchten Teilfläche der Bohrung 40 der ersten Haltebuchse 37.

Wie aus der Fig. 3 zu ersehen ist, gehen von dem nicht mit der Schulter 51 im Eingriff stehenden Ende 48 der ersten Haliebuchse 37 Aussparungen aus, die sich nach innen erstrecken. Wie aus der F i g. 4 zu ersehen ist, weist die zweite Haltebuchse 43 an ihrem Ende 50 Vorsprünge auf, deren Breite, in Umfangsrichtung gesehen, der Creite der Aussparungen in der ersten Haltebuchse 37 entspricht. Die Vorsprünge greifen in die Aussparungen ein. Durch diesen Eingriff wird der Zugbolzen 12 stets in der Durchgangsbohrung des Rädersatzes zentriert, während unterschiedliche Wärmeausdehnungen oder durch Zentrifugalkräfte hervorgerufene Verformungen zentrisch aufgenommen werden können. Eine radiale Versetzung zwischen Zugbolzen 12 und Dichtungsglied 17 ist ausgeschlossen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   I. Rotoranordnung mit einem Zugbolzen, an den Enden des Zugbolzens angeordneten Wellenstümpfen, einem zwischen den Wellenstümpfen angeordneten, starr mit diesen verbundenen und eine zum Zugbolzen konzentrische Durchgangsbohrung aufweisenden Rädersatz, wobei der Zugbolzen an mindestens einer Stelle auf seiner Länge zwischen den beiden Wellenstümpfen gegenüber dem Rotor durch eine geteilte, zum Zugbolzen konzentrische Haltebuchse abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltebuchse aus einer ersten, starr auf dem Zugbolzen (12) mit Spiel gegenüber der Durchgangsbohrung befestigten Haltebuchse (37) und einer zweiten, in der Durchgangsbohrung mit Spiel gegenüber dem Zugbolzen starr mit dem Rädersatz (17 bis 21) verbundenen Haltebuchse (43) besteht, und die erste HaUebuchse (37) an ihrem der zweiten Haltebuchse zugewandten Ende eine Vielzahl von über den Umfang verteilten, axial gerichteten Aussparungen und die zweite Hallebuchse (43) an ihrem der ersten Haltebuchse zugewandten Ende entsprechende, in die Aussparungen der ersten Haltebuchse eingreifende, axial gerichtete Vorsprünge aufweist, wobei Aussparungen und Vorsprünge formschlüssig radial zentrisch verschiebbar ineinandergreifen.
2. 2. Rotoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Haltebuchse (37) mittels Schrumpfsitz auf dem Zugbolzen (12) befestigt ist.
3. 3. Rotoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Haltebuchse (43) mittels Schrumpfsitz in dem Rädersatz (17 bis 21) befestigt ist.
4. 4. Rotoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ineinandergreifenden Enden (48, 50) der Haltebuchsen (37, 43) derart ausgebildet sind, daß sie eine axiale Relativverschiebung zwischen den beiden Haltebuchsen zulassen.