DE2430615A1

DE2430615A1 - Loesbare axialkupplung

Info

Publication number: DE2430615A1
Application number: DE2430615A
Authority: DE
Inventors: Lars Norberg
Original assignee: Stal Laval Turbin AB
Current assignee: ABB Stal AB
Priority date: 1973-07-05
Filing date: 1974-06-26
Publication date: 1975-01-23
Also published as: GB1465716A; CH577122A5; JPS5036854A; SE375361B; FR2236112A1; SE7309459L; US3935934A

Description

Patentanwälte

Dipl.-Ing. Helmut MissIing 63 Giessen 19. 6. 1974

Dipl.-Ing. Richard Schlee Bismarckstraese 43

_...,..,,. Telefon: (0641) 71019

Dr.-Ing. Joachim Boecker

Boe/Prs 12.145

Allmänna Svenska Elektriska Aktiebolaget Västeras/Scliweden

Lösbare Axialkupplung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine lösbare Axialkupplung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Solche Kupplungen werden vorzugsweise für große Maschinen verwendet.

Bei solchen Axialkupplungen ist das axial verschiebbare Zwischenstück mit einem Außenzahnkranz versehen,der in ständigem, axial verschiebbaren Eingriff mit einem Innenzahnkranz in dem einen Kupplungsteil steht, und mit einem weiteren äußeren Zahnkranz, der bei Axialverschiebung des Zwischenstückes mit einem Innenzahnkranz im anderen Kupplungsteil in Eingriff gelangt. Ferner ist die Kupplung so ausgebildet, daß die beiden Kupplungsteile beim Zusammenkuppeln dicht zusammengezogen werden, so daß sie eine feste und steife Einheit bilden.

Der Zweck^ dieser axialen Zusammenziehung der beiden Kupplungsteile besteht darin, Schwingungen zu vermeiden, die bei großen

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Maschinen, wie beispielsweise Turbinen und Generatoren, die Kupplung schnell zerstören wurden.

Bei dem axialen Zusammenziehen der beiden Kupplungsteile ist es wichtig, daß die beiden Kupplungsteile gegenseitig genau

zentriert sind, was trotz guterjPassung zwischen den verschiedenen Teilen oft nicht mit hinreichender Genauigkeit erreichbar ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die.Aufgabe zugrunde, eine Kupplung der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei der die eben genannte Zentrierung zwischen den beiden Kupplungsteilen mit großer Genauigkeit erreicht wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Kupplung der eingangs genannten Art vorgeschlagen, die erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches und ergänzend die in den Uhteransprüchen genannten Merkmale aufweist.

Anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:

Pig. 1 und 2 ein Ausführungsbeispiel der Kupplung nach der Erfindung in der ausgekuppelten bzw. eingekuppelten Stellung,

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Pig. 3 -und 4 zwei Varianten der Ausbildung der Kegelflächen an den Kupplungsteilen.

. Alle Figuren zeigen eine Hälfte eines Axialschnittes durch die Kupplung bzw. einen Teil eines solchen Axialschnittes.

Die Fig. T und 2 zeigen die beiden Wellenenden 11 und 12, von denen jedes mit einem Flansch 1 bzw. 3 versehen ist_e Der Flansch 1 ist an seiner Peripherie mit einem von der zugehörigen Welle 11 fortweisenden ringförmigen Teil mit nach innen gerichteten Zähnen 7 versehen. An der von der Welle 12 abgewandten Seite des peripheren Teils des Flansches 3 ist ein zylindrisches Teil 2 mit nach innen gerichteten Zähnen 6 Befestigt, z.B. durch Anschrauben. Zwischen den beiden Kupplungsteilen 1 und 3 befindet sich ein Zwischenstück 4, das an seinen Enden mit nach außen gerichteten Zähnen 5 und 8 versehen ist, die so bemessen sind, daß sie in die nach innen gerichteten Zähne 6 und 7 der beiden Kupplungsteile 1 und 2 einzugreifen vermögen.

Die Zähne 5 und 6 befinden sich in einem ständigen Eingriff, der eine axiale Verschiebbarkeit zuläßt, da die Zähne 6 bedeutend langer als die Zähne 5 sind, so daß das Zwischenstück 4 axial verschiebbar ist. Die Verbindung der beiden Kupplungshälften kommt dadurch zustande, daß die Zähne 7 und 8 ineinander eingreifen, wenn das Zwischenstück 4 im Sinne der Zeich-

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nung nach rechts verschoben wird. Die Führung des Zwischenstückes 4 geschieht dabei "beispielsweise durch Buchsen 15 und 16 am Mittelstück 4 .bzw. am Plansch 1.

Die Verschiebung des Zwischenstückes 4 kann auf nicht gezeigte Weise geschehen, z.B. hydraulisch, pneumatisch oder elektromagnetisch. Oft ist diese Verschiebung nur als eine einleitende Verschiebung gedacht, bis die Zähne 7 und 8 in Eingriff miteinander gelangen. Handelt es sich um eine Schrägverzahnung, wobei die Steigung der Schrägverzahnung für die Zahnreihen 5 und 6 größer als für die Zahnreihen 7 und 8 ist und die Schrägverzahnung so' gerichtet ist, daß bei Übertragung eines Drehmomentes eine die Kupplungsteile zusammenziehende Kraft entsteht, so wird die Kupplung selbstschließend, und die Teile 1 und 2 werden dicht aneinandergezogen. Es genügt, daß die Zahnreihen 7 und 8 schräg verlaufen, während die Zahnreihen 5 und 6 achsparallel verlaufen können.

Um die gegenseitige Zentrierung der beiden Kupplungsteile zu sichern, ist gemäß der Erfindung der Flansch 1 und der Zylinder 2 mit einer äußeren bzw. inneren konischen Fläche 10 bzw. 9 versehen. Hierdurch zentrieren sich die beiden Kupplungsteile automatisch zueinander, unabhängig von einem eventuellen Spiel zwischen dem Zwischenstück 4 und den übrigen Teilen. Wenn die konischen Flächen 9 und 10 stumpf genug sind, kann man ebenfalls eine gewisse Kompensation eventueller Winkelfehler zwischen den beiden Teilen erhalten. Die Wahl des Spitzenwinkels der koni-

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sehen Flächen stellt dabei einen Kompromiß zwischen den Ansprüchen an eine gute Zentrierung und eine gute Winkelausrichtung zwischen den Teilen dar, wobei man bedenken muß, daß es sich·im allgemeinen darum handelt, kleine Fehler zu kompensieren, die trotz hoher Präzision in der Herstellung unvermeidlich sind und die bei den Kräften, die bei großen Maschinen auftreten, einen hohen Verschleiß verursachen können.

Die Ansprüche sowohl an Zentrierung wie Winkelausrichtung können durch die in Fig. 3 und 4 gezeigten Varianten berücksichtigt werden, bei denen die konischen Flächen 9 und 10 durch ebene, ringförmige Flächen 13» 14 oder 13'» 14', die gegeneinander gerichtet sind, begrenzt werden.

Hierbei ist-zu beachten, daß es trotz kleiner Herstellungstoleranzen normalerweise nicht möglich ist, ein gleichzeitiges vollkommenes Anliegen zwischen den beiden konischen (kegeligen) und den ebenen Flächen zu erhalten, so daß man im voraus entscheiden muß, welche Flächen dicht aneinander anliegen sollen und welche einen gewissen kleinen Spielraum aufweisen sollen.

In Fig. 3 wird - der Deutlichkeit halber etwas übertrieben ein gewisses Spiel zwischen den ebenen Flächen I3, 14 gezeigt, während die konischen Flächen 9» 10 dicht aneinander anliegen. Hierbei erhält man die bestmögliche Zentrierung, während der maximale Winkelfehler vom Spielraum zwischen den Flächen I3 und 14 und dem Außendurchmesser dieser Flächen bestimmt wird. Indem man diesen Durchmesser groß und den Spielraum mit Rück-

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. · - 6 -

siciit auf die Toleranzen so klein wie möglich wählt, kann der Winkelfehler klein gehalten werden.

In'Fig. 4 liegen die ebenen Flächen 13', 14* dicht aneinander an, während die konischen Flächen 9', 10· einen gewissen kleinen Spielraum haben. Hierbei vermeidet man Winkelfehler, während ein Zentrierungsfehler, begrenzt vom Spiel zwischen den konischen Flächen und deren Durchmesser, auftreten kann. In diesem Fall ist der Durchmesser der Flächen 9', 10', 13'» 14' klein zu wählen.

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Claims

Patentansprüche;

■f 1 ,y Lösbare Axialkupplung zum Kuppeln zweier Wellen mit zwei Teilen, die im Verhältnis zueinander axial beweglich sind und von denen Jedes mit seinem Wellenende fest verbunden ist, mit einem axial verschiebbaren Zwischenstück zur Drehmomentenübertragung zwischen den beiden Teilen sowie mit Mitteln zur Erzeugung einer axialen Kraft zum Zusammenhalten der beiden Teile während des eingekuppelten Zustandes, wobei die beiden Teile zum Aufnehmen dieser Axialkraft mit aneinander anliegenden Flächen versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß zur gemeinsamen Führung der beiden Kupplungsteile (1, 2) beim Zusammenkuppeln die genannten Anlageflächen als innere bzw. äußere Kegelflächen (9 bzw. 10) mit demselben Spitzenwinkel ausgebildet sind.
2. Lösbare Axialkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Kegelflächen (9, 10) an den beiden Kupplungsteilen (T, 2) von einer ebenen Fläche (13, 14) senkrecht zur Axialrichtung der Kupplung begrenzt ist, wobei diese beiden ebenen Flächen einander· zugewandt sind·
3· Lösbare Axialkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kegelflächen (9, 10) mit einem solchen gegenseitigen Durchmesserverhältnis versehen sind, daß sie bei vollständig geschlossener Kupplung aneinander anliegen, während die beiden ebenen Flächen (13» 14) einen gewissen kleinen Spielraum zwischen sich aufweisen.

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4. Lösbare AXialkupplung nach Anspruch 2, dadurch, gekennzeichnet, daß die beiden Kegelflächen (9¹, 10') mit einem solchen gegenseitigen Verhältnis angeordnet sind, daß die beiden ebenen Flächen (Ή¹, 14') "bei vollständig geschlossener Kupplung aneinander anliegen, während die beiden Kegelflächen einen gewissen kleinen Spielraum zwischen sich aufweisen.

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