DE2532446A1 - Starre kupplung - Google Patents

Description

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BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden (Schweiz)

Starre Kupplung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine starre Kupplung zwischen zwei rotierenden Maschinen, wobei ein Kupplungsteil mit positivem Versatz in einem zweiten Kupplungsteil mit negativem Versatz zentriert ist.

Das starre Kuppeln von zwei oder mehreren Rotoren geschieht üblicherweise mittels angeschmiedeten oder aufgeschrumpften Kupplungsflanschen, bzw. sind auch schon beidseitig aufgeschrumpfte Kupplungshülsen verv/endet worden.

Die Aufgabe einer derartigen Kupplung besteht darin, die Achsen gegenseitig zu zentrieren, sowie Biege-, Torsions-, Axial- und Querkräfte zu übertragen. Es ist üblich, diese Funktionen vonein-

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ander zu trennen, und zwar in eine Versatzung zur Zentrierung und Uebernahme der Querkräfte, in den Reibschluss für das Drehmoment und die Querkräfte, den Bolzenzug für den Reibschluss und die Wellenbiegung, sowie die Bolzenabscherungs-Beanspruchung in Kurzschlussfällen. Dafür können alternativ Scherhülsen, Querkeile oder eine Hirth-Verzahnung verwendet werden.

Für die Versatzung werden auch Passbolzen verwendet, jedoch verlangen diese ein Anziehen ohne Erwärmung bzw. ein hydraulisches Vorspannen der Kupplungsbolzen. Wenn beide Kupplungshälften voneinander unabhängig gefertigt werden, kann nur durch aufwendige und genaue Fertigung, bez. durch ein gemeinsames Ausreiben der Bolzenlöcher die nötige enge Passung gewährleistet werden, wobei im letzteren Fall ein Austauschbau ohne Nacharbeit nicht möglich ist.

Weiterhin ist es auch bekannt, in beide Kupplungsflansche je einen negativen Versatz einzudrehen und darin eine Zentrierscheibe einzulegen.

Bei der Anordnung von Versatzungen ergibt sich das Problem, dass diese zur genauen Zentrierung nur wenig oder überhaupt kein Spiel aufweisen. Eine h^conders genaue Zentrierung wird bei schneilauf enden Turbomaschine π/gefordert, um ein Unrundlaufen oder ein Ungleichgewicht, woraus Vibrationen resultie-

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j zu vermeiden. Bei den bekannten Reibschlusskupplungen ist im Betrieb immer mit Veränderungen zu rechnen. Eine gegenseitige Verschiebung der beiden Kupplungshälften wird durch die Versatzung begrenzt. Die gegenseitige radiale Verschiebung der Reibflächen ist eine Folge von Mikrobewegunger. durch Biegung, Querkraft und Torsion oder durch spontanes Rutschen infolge einer auftretenden Querkraft bzw. eines Kurzschlussmomentes. Weitere Radialversetzungen können daraus resultieren, wenn Kupplungsbolzen, die in den zugehörigen Oeffnungen Spiel aufweisen, angeschert werden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Kupplung zu schaffen, bei welcher die Versatzung beim Einfahren der beiden Kupplungshälften nicht beschädigt werden kann, welche bei der Verwendung von Passbolzen ein gemeinsames Ausreiben beider Kupplunrshälften nicht erfordert, und bei welcher ein Austausch der Rotoren ohne Nacharbeit, d.h. also ohne Verwendung von stärkeren Passbolzen und ohne Neuausreiben möglich ist.

Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass zwischen den beiden Kupplungsteilen ein Zentrierring angeordnet und der Zentrierring konisch ausgebildet ist.

Durch die Anordnung eines konisch ausgebildeten Zentrierringes, welcher entweder auf dem zylindrischen Zapfen des Kupplungs-

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teiles mit positivem Versatz aufgeschrumpft oder in den Kupplungsteil mit einem negativen Versatz eingesetzt wird, ist das Einfahren bei nicht ganz konzentrischer Wellenlage,beispielsweise der beiden Kupplungsteile von zwei Turbomaschinen, wesentlich erleichtert. Die Flächenpressung bei einseitiger, radialer Belastung bleibt innerhalb der Streckgrenze des Werkstoffes und andererseits wird das Abstreifen eines zylindrischen Versatzes durch scharfe Kanten vermieden. Dabei wird vorteilhafterweise der Zentrierring mit einer Neigung von 1:200 ausgebildet.

Gemäss weiteren Ausbildungsformen der Erfindung ist der Zentrierring mit einem der beiden Kupplungsteile unlösbar verbunden, oder er besteht aus einem härteren Werkstoff als die beiden Kupplungsteile.

Die Verbindung zwischen dem Zentrierring und einem der beiden Kupplungsteile kann beispielsweise durch Aufschrumpfen erfolgen. Dadurch, dass für den Zentrierring ein härterer Werkstoff als für die Kupplungsteile verwendet wird, wird ein Anfressen vermieden, der Zentrierring kann gesondert behandelt, beispielsweise phosphatiert und gehärtet werden, er kann besonders genau bearbeitet werden, während derartige Methoden an einem der beiden Kupplungsteile schwierig durchzuführen sind. Des weiteren ist es bei der Anordnung des Zentrierringes rela-

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tiv einfach, in bekannter Weise das Aufziehen und das Lösen durch eine hydraulische Spannvorrichtung durch Drucköl, welches auf die Stirnseite des Versatzes geleitet wird, in einfacher Weise zu bewerkstelligen. Dadurch erübrigen sich schwere Abpressschrauben, welche im Kupplungsumfang neben den voluminösen Kupplungsschrauben schwer unterzubringen wären, ohne den Kupplungsflansch zu schwächen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der vorliegenden Erfindung schematisch dargestellt, wobei mit 1 ein Kupplungsteil mit positivem Versatz bezeichnet ist, während mit 2 ein Kupplungsteil mit negativem Versatz dargestellt ist. Mit dem Kupplungsteil 1 ist ein Zentrierring 3 starr verbunden, beispielsweise durch Aufschrumpfen. Der Zentrierring 3 ist an seiner Aussenkontur 4 konisch ausgebildet, wobei der Konus beispielsweise zwischen 1:100 und 1:1000, entsprechend einer Neigung von 1:200 bis 1:2000 ausgebildet sein kann. Durch die konische Ausbildung des Zentrierringes 3 ist eine genaue Zentrierung im Kupplungsteil 2 auf einfache Weise möglich. Je nach der Toleranz der Ausnehmung im Kupplungsteil 2 kann der Kupplungsteil 1 mit dem damit unlösbar verbundenen Zentrierring 3 in diesen entsprechend weit eingeschoben werden, so dass auch bei einer maximalen Toleranz, wie sie die strichlierte Linie darstellt, die Anstecklänge noch ausreichend ist, um den Rotor zu tragen und die Kupplungsflanschen auzurich· ten. Bei einer Minimaltoleranz kann der Kupplungsteil 1, zu-

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sammen mit dem Zentrierring 3₅ entsprechend weiter in den Kupplungsteil 2 eingefahren werden, sodass die Endstellung in etwa der strichpunktierten Linie entspricht. Weiterhin ist im Kupplungsteil 2 in vorteilhafter Weise eine Druckölbohrung 5 angeordnet, welche in einer Druckkammer 6 endet. Durch Ansetzen einer (nicht dargestellten) hydraulischen Abpressvorrichtung an die Druckölbohrung 5 kann ein Lösen der beiden Kupplungsteile 1,2 dadurch erfolgen, dass Oeldruck auf die Stirnfläche des Kupplungsteiles 1 geleitet wird, wodurch dieser aus dem Kupplungsteil 2 herausgepresst wird.

Die vorbeschriebene Anordnung ist auf das in der Zeichnung Dargestellte nicht beschränkt. So könnte beispielsweise der Zentrierring 3 auch im Kupplungsteil mit negativem Versatz angeordnet sein, wobei dessen konisch ausgebildeter Innen-Umfang dem Kupplungsteil mit positivem Versatz 1 zugekehrt ist.

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Claims (3)

1. Patentansprüche

   f 1.I Starre Kupplung zwischen zwei rotierenden Maschinen, wobei ein Kupplungsteil mit positivem Versatz in einem zweiten Kupplungsteil mit negativem Versatz zentriert ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Kupplungsteilen (1,2) ein Zentrierring (3) angeordnet und der Zentrierring (3) konisch ausgebildet ist.
2. 2. Starre Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrierring (3) mit einem der beiden Kupplungsteile (1,2) unlösbar verbunden ist.
3. 3. Starre Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrierring (3) aus einem härteren Werkstoff als die Kupplungsteile (1,2) besteht.

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