DE2545553A1 - Synchrone selbst schaltende zahnkupplung mit einrichtung zur verriegelung der ineinander eingerueckten kupplungszahnkraenze gegen ausrueckung - Google Patents
Synchrone selbst schaltende zahnkupplung mit einrichtung zur verriegelung der ineinander eingerueckten kupplungszahnkraenze gegen ausrueckungInfo
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- DE2545553A1 DE2545553A1 DE19752545553 DE2545553A DE2545553A1 DE 2545553 A1 DE2545553 A1 DE 2545553A1 DE 19752545553 DE19752545553 DE 19752545553 DE 2545553 A DE2545553 A DE 2545553A DE 2545553 A1 DE2545553 A1 DE 2545553A1
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Description
PATS | WTAlCWAtT |
DIFL-DiG. | B. HOLZEB |
89 A | UGSBTXRG |
PHILIPPINE- | -WELSKH-ST RA88B IA |
rgm | UMWM1 BlSf > |
R. 942
Augsburg, den 9, Oktober 1975
S.S.S. Patents Limited, 51 - 55 Stirling Road, Acton Town,
London W3, England
Synchrone selbst schaltende Zahnkupplung mit Einrichtung zur Verriegelung der ineinander eingerückten Kupplungs Zahnkränze
gegen Ausrückung
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Die Erfindung betrifft eine synchrone selbst 3chaltende
Zahnkupplung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.
Der Selbstschaltmechanismus zur Einleitung der Kupplungseinrückung
weist bei derartigen synchronen selbst schaltenden Zahnkupplungen häufig ein aufgrund der Zusammenwirkung von
steilgewindeartig verlaufenden Flächen relativ zu einem der
umlaufenden Kupplungsteile verschiebbares, einen der beiden KupplungsZahnkränze tragendes Kupplungsteil und ein zwischen
den beiden miteinander kuppelbaren Kupplungsteilen wirksames
Klinkengesperre auf. Kupplungen dieser Art sind beispielsweise in der GB-PS 837 776 beschrieben und stellen Freilauf-Zahnkupplungen
dar, bei welchen die beiden Kupplungs Zahnkränze in der eingerückten Kupplungsstellung voll ineinander
eingerückt sind, während in der ausgerückten Kupplungsstellung die Klinken des Klinkengesperres mit einem ihnen
zugeordneten Gegenzahnkranz zusammenwirken, so daß sie bei
einem Relativdrehsinn der beiden zu kuppelnden Wellen ratschen, während sie bei Umkehr des Relativdrehsinns der
zu kuppelnden Wellen greifen und aufgrund der Zusammenwirkung der genannten steilgewindeartig verlaufenden Flächen eine
axial-schraubende Verschiebung des den einen Kupplungszahnkranz
tragenden Kupp lungs teils relativ zu dem einen umlaufenden Kupplungsteil und damit die Einrückung dieses Kupplungszahnkranzes in den Kupplungs-Gegenzahnkranz bewirken. Dreht
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3ich der Relativdrehsinn der beiden zu kuppelnden Wellen wiederum um , so bewirkt der gegenseitige Eingriff der
beiden Kupplungszahnkränze eine axial-schraubende Verschiebung
dieses axial-schraubend verschiebbaren Kupplungsteils im
Ausrücksinn, wodurch die KupplungsZahnkränze auseinander
ausgerückt werden und die Klinken des Klinkengesperres wiederum in Ratschstellung gelangen.
Die Einrichtung zur Verriegelung der ineinander eingerückten KupplungsZahnkränze gegen Ausrückung besteht
bei dieser bekannten synchronen selbst schaltenden Zahnkupplung in einer Verriegelungsmuffe, die axial verschiebbar
und drehfest auf dem axial-schraubend verschiebbaren Kupplungsteil gelagert und mit einem Verriegelungskeilkranz
versehen ist, der bei ineinander eingerückten KupplungsZahnkränzen in einen Gegenkeilkranz eines
anderen Kupplungsteils einrückbar ist. Sind der Verriegelungskeilkranz
der Verriegelungsmuffe und der Gegenkeilkranz des anderen Kupplungsteils ineinander eingerückt,
so verhindert die Verriegelungsmuffe eine axialschraubende Verschiebung des axial-schraubend verschiebbaren
Kupplungsteils im Ausrück3inn und damit eine gegenseitige Ausrückung der beiden Kupplungs Zahnkränze bei Umkehr des
Relativdrehsinns der beiden gekuppelten Wellen« Bei in
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Verriegelungsstellung befindlicher Verriegelungsmuffe kann
also die Kupplung Drehmoment in beiden Drehrichtungen übertragen, ohne selbsttätig auszurücken. Wird die Drehmomentübertragung
kurzfristig unterbrochen und die Verriege lungs muffe axial zu dem sie lagernden axial-schraubend verschiebbaren
Kupplungsteil so verschoben, daß ihr Verriegelungskeilkranz
außer Eingriff mit dem Gegenkeilkranz des anderen Kupplungsteils kommt und ändert sich die Relativdrehrichtung der beiden
zu kuppelnden Wellen derart, daß das axial-schraubend verschiebbare Kupplungsteil im Sinne einer gegenseitigen
Ausrückung der beiden KupplungsZahnkränze axial-schraubend
verschoben wird, so macht die mit Bezug auf dem axial-schraubend verschiebbaren Kupplungsteil axial verschiebbar und drehfest
gelagerte Verriegelungsmuffe die Drehbewegung des axialschraubend
verschiebbaren Kupplungsteils bei dessen axialschraubender
Verschiebung im Ausrücksinn mit, wodurch die Keile des Verriegelungskeilkranzes in axiale Durchdeckung
mit den Keilen des Gegenkeilkranzes kommen, so daß nunmehr eine axiale Verschiebung der Verriegelungsmuffe im
Verriegelungssinn ausgeschlossen ist.
Synchrone selbst schaltende Zahnkupplungen der in der GB-PS 837 776 beschriebenen Art finden unter anderem auch
Anwendung in Kraftwerksanlagen, bei welchen die Kupplung
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als Schaltkupplung zwischen eine in einem Drehsinn umlaufende Gasturbine und einen elektrischen Generator
geschaltet ist, wobei die Anordnung so getroffen X3t, daß die Kupplung selbsttätig einrückt, wenn die Gasturbinenwelle
im Vorwärtsdrehsinn relativ zur Generatorwelle umläuft,
d.h. in einem Drehsinn, in welchem die Gasturbine den Generator normalerweise antreibt. Bei vielen solchen
Maschinenanlagen ist mit Bezug auf die Kupplung jenseits des Generators ein Anlassermotor vorgesehen, so daß also
zwecks Anlassens der Gasturbine zunächst die Kupplung eingerückt werden und in eingerückter Stellung verriegelt
werden muß, damit sie das vom Anlassermotor über die Gener at or we lie in die Kupplung eingeleitete Anlaßdrehmoment
auf die Turbinenwelle übertragen kann. Das Anlaßdrehmoment ist selbstverständlich sehr viel kleiner als das von der
Kupplung zu übertragende Nenndrehmoment.
Befindet sich bei einer solchen bekannten Anordnung der Maschinensatz im Stillstand, so wird vor dem Anlassen
des Anlaßmotors die Kupplung dadurch eingerückt, daß eine auf die Gasturbinenwelle 3chaltbare Drehvorrichtung eingeschaltet
wird, welche die Turbinenwelle langsam im Vorwärtsdrehsinn in Umlauf setzt. Dadurch rückt die Kupplung
selbsttätig ein und kann sodann in eingerückter Stellung durch Verschieben der Verriegelungsmuffe gegen Ausrücken
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verriegelt werden. Es kann jedoch vorkommen, daß die Kupplung nicht vollständig einrückt und folglich eine
Verschiebung der Verriegelungsmuffe in die Verriegelungsstellung
nicht möglich ist. Dies kann beispielsweise dadurch verursacht sein, daß die Kupplung einen Dämpfer aufweist,
mitte13 welchem die Endphase der Kupp lungseinrückbewegung
gedämpft wird, um ein hartes Anschlagen des axial-schraubend
verschiebbaren Kupplungsteils an einen seine axial-schraubende
Verschiebung im Einrücksinn begrenzenden Axialanschlag und eine dadurch mögliche Beschädigung der Kupplung zu vermeiden.
Der Dämpfer der Kupplung nimmt also das Drehmoment des Drehantriebes auf und versucht, dieses an die Generatorwelle
weiterzuleiten. Wenn der Generator-Rotor außer Betrieb nurmit niedriger Drehzahl in Umlauf gesetzt wird, ist praktisch
das einzige einer solchen Drehung des Generator-Rotors entgegenwirkende Moment die Lagerreibung des Generator-Rotors.
Dieses Gegenmoment ist jedoch zu klein, um dem Dämpfermoment der Kupplung entgegenzuwirken, so daß der
Dämpfer nicht in Tätigkeit tritt und folglich auch die Kupplung nicht voll eingerückt wird. Dies aber wiederum
hat zur Folge, daß die Kupplung nicht gegen Ausrückung verriegelt werden kann, weil bei nicht voll eingerückter
Kupplung die Keile des Gegenkeilkranzes noch bis zu einem
gewissen Grad auf die Keile des Verriegelungskeilkranzes der Verriegelungsmuffe ausgerichtet sind.
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Diesem unerwünschten Zustand könnte leicht dadurch abgeholfen werden, daß die Lücken zwischen den Keilen des
Verriegelungskeilkranzes der Verriegelungsmuffe und zwischen
den Keilen dee Gegenzahnkranzes übernormal weit gemacht werden.
Es kann jedoch vorkommen, daß im Betrieb der Anlage aufgrund elektrischer Schaltfehler das von der Kupplung zu
übertragende Drehmoment plötzlich stark zu schwanken beginnt, was bei solcher Anordnung übergroßer Lücken zwischen den
Keilen der ineinander eingerückten Keilkränze der Verriegelungseinrichtung zur Folge hätte, daß die beiden zu
kuppelnden Kupplungsteile Relativdrehbewegungen in beiden
Richtungen ausführen, in welchen jeweils das große Flankenspiel solcher übergroßer Keillücken durchlaufen wird,
so daß also infolge dieser Drehmomentschwankungen eine
wiederholte gegenseitige Flankenanlage und gegenseitige Flankenablösung zwischen den Flanken der Keile der ineinander
eingerückten Keilkränze auftreten würde, die jeweils von entsprechenden axial-schraubenden Verschiebungsbewegungen
des axial-schraubend verschiebbaren Kupplungsteils begleitet
wären. Da hierbei die KupplungsZahnkränze jeweils periodisch
nur teilweise ineinander eingerückt wären, käme es zu einer schweren überbeanspruchung der Zahnflanken der
Kupplungs Zahnkränze und auch der Verriegelungskeilflanken
und gegebenenfalls zu schweren Beschädigungen derselben.
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Normalerweise wird die Verriegelungsmuffe dann in die entriegelnde Stellung geschoben, wenn die Gasturbine ihre
Selb3tlaufdrehzahl erreicht hat, die ungefähr der halben Nenndrehzahl entspricht. Es ist jedoch von Vorteil, die
Verriegelungsmuffe auch während der Zeitspanne, während welcher die Gasturbine den Generator antreibt, in
Verriegelungsstellung zu belassen, so daß, wenn beispielsweise
infolge einer elektrischen Fehlschaltung der Generator unerwarteterweise plötzlich vom Netz getrennt werden sollte,
die Gasturbine und der Generator zusammengekuppelt bleiben,
damit die Gasturbine mittels des Anlassers schneller wieder angelassen werden kann.
Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine synchrone selbst schaltende Zahnkupplung der im Oberbegriff
des Hauptanspruches erwähnten allgemeinen Bauart auch dann gegen Ausrückung verriegeln zu können, wenn die
KupplungsZahnkränze nur teilweise ineinander eingerückt sind,
ohne daß es bei voll ineinander eingerückten Kupplungszahnkränzen infolge von Schwankungen in dem zu übertragenden
Drehmoment zu Pendelbewegungen der Kupplung zwischen voll
und teilweise eingerückter Stellung kommen kann Λ -
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches unter Schutz gestellten Merkmale gelöst.
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Die Unteransprüche beinhalten zweckmäßige Weiterbildungen des Gegenstandes des Hauptanspruches.
Die erfindungsgemäße synchrone selbst schaltende Zahnkupplung
bringt gegenüber bekannten Zahnkupplungen solcher allgemeiner Bauart den technischen Portschritt, daß sie
sowohl bei teilweise ineinander eingerückten Kupplungsζahnkränzen
als auch bei voll ineinander eingerückten Zahnkränzen gegen Ausrückung verriegelbar ist, ohne daß die Gefahr
besteht, daß bei Verriegelung in voll eingerücktem Zustand die Kupplungs Zahnkränze infolge in die Kupplung eingeleiteter
Drehmomentschwankungen sich relativ zueinander in eine teilweise ausgerückte Stellung verschieben können.
Die Erfindung wird nunmehr beispielsweise unter Bezug auf die anliegenden Zeichnungen anhand einer beispielsweisen
Ausführungsform einer erfindungsgemäß gestalteten synchronen
selbst schaltenden Zahnkupplung im einzelnen beschrieben. In den Zeichnungen stellen dar:
Die Fig. 1 bis 4 jeweils schematische Halb-Axial-
schnitte durch eine synchrone
selbst schaltende Zahnkupplung, wobei die Kupplung jeweils in ausgerückter, auf Verriegelung
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eingestellter, teilweise eingerückter und verriegelter und voll eingerückter
und verriegelter Stellung gezeigt i3t, und
die Pig. IA
bis 4A Abwicklungen der Keile der Keilkränze
der Verriegelungseinrichtung jeweils in den in den Fig„ 1 bis 4 dargestellten
Kupp lungs Stellungen zeigen, und
Fig. 5 eine Schemadarstellung einer mit einer
erfindungsgemäßen Kupplung ausgestatteten
Gasturbinen-Kraftwerksanlage zeigt.
Die in den Fig. 1 bis 4 dargestellte synchrone selbst schaltende Kupplung weist ein umlaufendes Kupplungsteil 1 in
Form einer Muffe auf, welche einen Kupplungs-Innenzahnkranz
besitzt. Ein weiteres Kupplungsteil 3 ist ebenfalls als
Muffe ausgebildet und weist ein rechtsgängiges Außensteilgewinde 4 auf, in welches ein entsprechendes Innensteilgewinde
5 eines ebenfalls als Muffe ausgebildeten axialschraubend verschiebbaren Kupp lungs teils 6 eingreift. Das
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axial-schraubend verschiebbare Kupplungsteil 6 bewegt sich
also bei Relativdrehung zum Kupplungsteil 3 zwangläufig
axial-schraubend relativ zu diesem Kupplungsteil, Außerdem ist das axial-schraubend verschiebbare Kupplungsteil 6 mit einem äußeren Kupplungszahnkranz 7 versehen. Am axialschraubend verschiebbaren Kupplungsteil 6 ist ein Klinkenträger 8 befestigt, an welchem Gesperreklinken 9 gelagert
sind, deren Klinkennasen, in den Fig. 1 bis 4 von links
gesehen, im Uhrzeigersinn weisen. Die Gesperreklinken 9
wirken mit einem Klinken-Innenzahnkranz 10 zusammen, welch letzterer am Kupplungsteil 1 angeordnet ist. Das Kupplungsteil 3 weist einen Absatz auf, der durch Umfange flächeη 11 und 13 und eine achssenkrechte Fläche 12 gebildet ist. Mit diesem Absatz wirkt eine axial verschiebbare Dämpfermuffe
zusammen, die einen längs der Umfangsfläche 11 verschiebbaren Ringteil IH und einen davon abstehenden Muffenteil 15 aufweist, welch letzterer gleitbar über die Umfangsfläche 13 greift, so daß eine ringförmige Dämp fe rk amme r 16 gebildet wird. In der in Fig. 1 gezeigten ausgerückten Kupp lungss te llung
befindet sich die Dämpfermuffe 14, 15 in einer rechten
Grenzstellung, in welcher sie an einem am Kupplungsteil 3
befestigten Anschlagring 17 anliegt» über eine im Kupplungsteil 3 angeordnete Radialbohrung 18 wird der Dämpferkammer durch Fliehkraft öl zugeführt«,
axial-schraubend relativ zu diesem Kupplungsteil, Außerdem ist das axial-schraubend verschiebbare Kupplungsteil 6 mit einem äußeren Kupplungszahnkranz 7 versehen. Am axialschraubend verschiebbaren Kupplungsteil 6 ist ein Klinkenträger 8 befestigt, an welchem Gesperreklinken 9 gelagert
sind, deren Klinkennasen, in den Fig. 1 bis 4 von links
gesehen, im Uhrzeigersinn weisen. Die Gesperreklinken 9
wirken mit einem Klinken-Innenzahnkranz 10 zusammen, welch letzterer am Kupplungsteil 1 angeordnet ist. Das Kupplungsteil 3 weist einen Absatz auf, der durch Umfange flächeη 11 und 13 und eine achssenkrechte Fläche 12 gebildet ist. Mit diesem Absatz wirkt eine axial verschiebbare Dämpfermuffe
zusammen, die einen längs der Umfangsfläche 11 verschiebbaren Ringteil IH und einen davon abstehenden Muffenteil 15 aufweist, welch letzterer gleitbar über die Umfangsfläche 13 greift, so daß eine ringförmige Dämp fe rk amme r 16 gebildet wird. In der in Fig. 1 gezeigten ausgerückten Kupp lungss te llung
befindet sich die Dämpfermuffe 14, 15 in einer rechten
Grenzstellung, in welcher sie an einem am Kupplungsteil 3
befestigten Anschlagring 17 anliegt» über eine im Kupplungsteil 3 angeordnete Radialbohrung 18 wird der Dämpferkammer durch Fliehkraft öl zugeführt«,
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Bei Relativdrehung der Kupplungsteile 1 und 3 in einem
Relativdrehsinn ratschen die Gesperreklinken 9 über die Zähne des KIinken-InnenZahnkranzes 1O0 Kehrt sich der
Relativdrehsinn der beiden Kupplungsteile 1 und 3 um, so
greifen die Gesperreklinken 9 die Zähne des Klinken-Innenzahnkranzes
10 und das axial-schraubend verschiebbare Kupplungsteil 6 wird relativ zum Kupplungsteil 3 axialschraubend
nach links verschoben, wodurch der Kupplungszahnkranz 7 in einen beginnenden Eingriff mit dem Kupplungszahnkranz 2 kommt. Im Zuge dieser axial-schraubenden
Verschiebung nach links kommt das axial-schraubend verschiebbare Kupplungsteil 6 in Berührung mit der Dämpfermuffe 14, 15»
Die Zusammenwirkung der in einem ersten gegenseitigen Eingriff befindlichen KupplungsZahnkränze 2 und 7 bewirkt
eine weitere axial-schraubende Verschiebung des axialschraubend verschiebbaren Kupp lungs teils 6 nach links, welche
3ich so lange fortsetzt, bis die KupplungsZahnkränze 2 und voll ineinander eingerückt sind» Während der letzten Phase
der axial-schraubenden Verschiebung des axial-schraubend verschiebbaren Kupplungsteils 6 nach links wird die
Dämpfermuffe 14, 15 ebenfalls nach links verschoben, so daß das Volumen der ringförmigen Dämpferkammer 16 verkleinert
wird und das darin befindliche öl über die enge Radialbohrung 18 radial nach innen in eine Zentralbohrung des
Kupplungsteiles 3 ausgestoßen wird» Die Folge ist eine
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Dämpfung der axial-schraubenden Verschiebung dee sich nach
links bewegenden axial-schraubend verschiebbaren Kupp lungs teils 6, Schließlich wird diese axial-schraubende Verschiebung
des axial-schraubend verschiebbaren Kupplungsteils 6 nach
links durch den Anschlag des ringförmigen Dämpfermuffenteils an die achssenkrechte Fläche 12 des Kupplungsteils 3 begrenzt.
In dieser Stellung sind die KupplungsZahnkränze 2 und 7
sodann voll ineinander eingerückt. Kehrt sich der Relativdrehsinn der umlaufenden Kupplungsteile 1 und 3 wiederum um,
so bewirkt der gegenseitige Eingriff der Kupplungszahnkränze
2 und 7 eine axial-schraubende Verschiebung des axial-schraubend verschiebbaren Kupplung3teils nach rechts,
welche sich so lange fortsetzt, bis das axial-schraubend verschiebbare Kupplungsteil 6 an einem Axialanschlag 19
anläuft, welch letzterer am Kupplungsteil 3 befestigt ist. Ist dies der Fall, dann sind die KupplungsZahnkränze 7 und
wieder vollständig auseinander ausgerückt und die Gesperreklinken 9 befinden sich wieder in der Radialebene des
Klinken-Innenzahnkranzes 10.
Am Außenumfang des axial-schraubend verschiebbaren Kupp lunge teils 6 befindet sich ein Außenkeilkranz 20, der
von geraden, axial verlaufenden Keilen gebildet ist. In diesen Außenkeilkranz 20 greift ein Innenkeilkranz 21 einer
Verriegelungsmuffe 22 ein. Am Außenumfang des Kupp lungs teils
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ist ein Außenkeilkranz gebildet, welcher von axial verlaufenden, geraden Außenkeilen Al und A2 gebildet ist. Die
Verriegelungsmuffe 22 weist einen Innenkeilkranz auf, welch
letzterer von axial verlaufenden geraden Innenkeilen Bl und B2 gebildet ist. Die axiale Länge der Außenkeile des
Kupplungsteiles 3 ist verschieden, wobei am Umfang dieses
Kupp lungs teils jeweils abwechselnd kurze Außenkeile Al und
längere Außenkeile A2 angeordnet sind, wie dies im einzelnen aus den Pig. IA bis 4A ersichtlich ist. Die kürzeren Außenkeile
Al sind in Umfangsrichtung schmäler als die längeren
Außenkeile A2 und auch die Lücken zwischen den Außenkeilen Al und A2 sind jeweils abwechselnd breit und schmal gehalten.
Die an der Verriegelungsmuffe 22 angeordneten Keile des Innenkeilkranzes sind ebenfalls abwechselnd kurz und lang
ausgeführt, wobei die Innenkeile Bl die kürzeren Keile sind, während die Innenkeile B2 die längeren Keile sind. Die
längeren Innenkeile B2 sind außerdem in Umfangsrichtung schmäler als die kürzeren Innenkeile Bl, wie die3 ebenfalls
aus den Pig. IA bis 4A ersichtlich ist. Auch die Lücken
zwischen den Innenkeilen Bl und B2 sind jeweils abwechselnd breit und schmal gehalten. Fig. IA zeigt die gegenseitige
Stellung der Keile Al, A2, Bl und B2 bei ausgerückter Kupplung, Es ist zu sehen, daß in dieser Stellung die Außenkeile
Al und A2 des Kupplungsteils 3 sich links von den
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Innenkeilen Bl und B2 der Verriegelungsmuffe 22 befinden,
wobei die Keile sich in Achsrichtung im wesentlichen durchdecken. Wie ersichtlich, ragen die längeren Außenkeile A2
über die kürzeren Außenkeile Al des Kupplungsteils 3 nach
rechts vor, während die längeren Innenkeile B2 der Verriegelungsmuffe
22 nach links über die kürzeren Innenkeile Bl dieser Muffe überstehen.
Gemäß Fig. 5 sei angenommen, daß das Kupplungsteil 1
mit der Rotorwelle eines Drehstromgenerators 23 und das
Kupplungsteil 3 mit der Rotorwelle einer Gasturbine 24 gekuppelt sei. Die synchrone selbst schaltende Zahnkupplung
ist in Fig. 5 mit der Bezugsziffer 26 bezeichnet, während die Bezugsziffer 27 einen Anlaß-Elektromotor und die Bezugsziffer
28 den treibenden Teil einer Wellendrehvorrichtung bezeichnet.
Befindet sich die Maschinenanlage im Stillstand, so ist die Kupplung ausgekuppelt und unverriegelt, in welchem
Zustand sich in der in den Fig. 1 und IA ersichtlichen Weise die Verriegelungskeile Bl und B2 des Verriegelungskeilkranzes
der Verriegelungsmuffe 22 völlig aus den Keilen Al und A2 des Außenkeilkranzes des Kupplungsteils 3 ausgerückt und
in axialer Durchdeckung mit diesen Keilen befinden. Wird die Maschinenanlage angelassen, so wird mittels eines nicht
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dargestellten Servomotors eine ebenfalls nicht dargestellte
und in eine Ringnut 29 der Verriegelungsmuffe 22 eingreifende Schaltgabel betätigt, welche die Verriegelungsmuffe 22 nach
links drängt. Die Verriegelungsmuffe 22 nimmt also nunmehr
die in den Fig. 2 und 2A gezeigte Stellung ein, in. welcher die langen Verriegelungskeile B2 der Verriegelungsmuffe mit
ihren nach links weisenden Stirnflächen an den nach rechts weisenden Stirnflächen der langen Außenkeile A2 des Kupplungsteils 3 anliegen. Nunmehr wird mittels der Wellendrehvorrichtung
28 die Rotorwelle der Gasturbine 24 langsam im Vorwärtsdrehsinn der Turbine in Umlauf gesetzt, wodurch also
das Kupplungsteil 3, in Fig. 2 von links gesehen, relativ zum Kupplungsteil 1 im Uhrzeigersinn in Umlauf gesetzt wird,
was zur Folge hat, daß das axial-schraubend verschiebbare Kupplungsteil 6 nach links verschoben wird und die Kupplungszahnkränze 2 und 7 ineinander eingerückt werden. Diese
Einrückbewegung des axial-schraubend verschiebbaren Kupplungsteils
6 nach links wird jedoch in dem Augenblick unterbrochen, in welchem das axial-schraubend verschiebbare
Kupplungsteil 6 an dem Muffenteil 14, 15 des Flüssigkeitsdämpfers der Kupplung anläuft, da die Lagerreibung der
Rotorwelle des Generators nicht groß genug ist, um ein Gegendrehmoment auszuüben, welches eine weitere axialschraubend verschiebbare Verschiebung des axial-schraubend
verschiebbaren Kupplungsteils 6 nach links unter Überwindung
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des Verdrängungswider Standes des in der Dämpferkammer 16
befindlichen Öls bewirken würde,, Das axial-schraubend verschiebbare
Kupplungsteil 6 verschiebt sich also nur bi3 in die in Fig. 3 gezeigte Stellung, in welcher die Kupplungszahnkränze
2 und 7 zu etwa einem Drittel der Zahnlänge der Kupp lungs zähne ineinander eingerückt sind. Da die Verrie ge lungs muffe
22 über ihren Innenkeilkranz 21 und den Außenkeilkranz
des axial-schraubend verschiebbaren Kupp lungs teils 6 axial
verschiebbar, jedoch drehfest mit diesem axial-schraubend verschiebbaren Kupplungsteil 6 verbunden ist, macht sie bei
dessen axial-schraubender Verschiebung relativ zum Kupplungsteil
3 selbstverständlich die Drehkomponente dieser axialschraubenden Verschiebung mit. Sie wird folglich bei Verschiebung
des axial-schraubend verschiebbaren Kupplungsteils aus der in Fig. 1 gezeigten Stellung in die in Fig. 3 gezeigte
Stellung um den Drehwinkel relativ zum Kupplungsteil 3 gedreht, um welchen sich hierbei das axial-schraubend
verschiebbare Kupplungsteil 6 relativ zum Kupplungsteil 3 gedreht hat. Diese Drehung der Verriegelungsmuffe 22 reicht
aus, um die längeren Verriegelungskeile B2?ider Verriegelungsmuffe
22 auf die Lücken zwischen den Außenkeilen Al und A2 des Außenkeilkranzes des Kupplungsteiles 3 auszurichten,
so daß nunmehr der die Schaltgabel betätigende Servomotor in der Lage ist, die Verriegelungsmuffe 22 so weit nach
links zu verschieben, bis sich die nach links weisenden
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Stirnflächen der kürzeren Innenkeile Bl des Verriegelungskeilkranzes
Bl, B2 der Verriegelungsmuffe 22 an die nach rechts weisenden Stirnflächen der längeren Außenkeile A2
des Außenkeilkranzee Al, A2 des Kupplungsteils 3 angelegt
haben. Im Zuge dieser Axialverschiebung der Verrie ge lungsmuffe
22 nach links schieben sich die überstehenden Enden ihrer längeren und schmaleren Verriegelungs-Innenkeile B2
in die breiteren Lücken zwischen den Außenkeilen Al und A2 des Außenkeilkranzes Al, A2 des Kupplungsteils 3.
Diese lose Einrückung der Verriege lungs-Innenkeile B2
in die Lücken zwischen den Außenkeilen Al und A2 des Außenkeilkranzes
Al, A2 hat zur Folge, daß beim Anlassen des Anlaß-Elektromotors 27 und dem sich daraus ergebenden Inumlaufsetzen
der Rotorwelle des Generators 23 die synchrone selbst schaltende Zahnkupplung 26 trotzdem in ihrem in Pig. 3
dargestellten teilweisen Eingriff ihrer KupplungsZahnkränze
und 7 verbleibt und folglich das von dem Anlaßmotor 27 eingebrachte Drehmoment über die Kupplung 26 auf die Rotorwelle
der Gasturbine 24 übertragen wird. Wenn die Gasturbine ihre SeIbstlaufdrehzahl erreicht hat, kehrt sich das über
die Kupplung 26 übertragene Drehmoment um und die Kupplung wird voll eingerückt, indem das axial-schraubend verschiebbare
Kupplungsteil 6 relativ zum Kupplungsteil 3 unter Überwindung des Dämpfers 14, 15 weiter bis zum Anschlag des Ringteils
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des Dämpfers an der achssenkrechten Fläche 12 des Kupplungsteils
3 axial-schraubend nach links verschoben wird, wodurch
die Kupplungsζahnkränze 2 und 7 voll ineinander eingerückt
werden. Im Zuge dieser axial-schraubenden Verschiebung nach
links dreht sich selbstverständlich das axial-schraubend
verschiebbare Kupplungsteil 6 um einen bestimmten Drehwinkel relativ zum Kupplungsteil 3 und diese Drehbewegung wird aus
den zuvor genannten Gründen von der Verriegelungsmuffe 22
mitgemacht, so daß nunmehr sowohl die Verriegelungsinnenkeile Bl als auch die Verriegelungsinnenkeile B2 des
Verriegelungs-Innenkeilkranzes Bl, B2 der Verrie ge lungs muffe
22 auf Lücke mit Bezug auf die Außenkeile Al und A2 des Außenkeilkranzes des Kupplungsteils 3 ausgerichtet werden,
so daß nunmehr der Servomotor über die Schaltgabel die Verriegelungsmuffe 22 in vollen gegenseitigen Eingriff der
beiden Verriegelungskeilkränze nach links zu verschieben
vermag, wie dies in Pig. 4 dargestellt ist.
Diese Verschiebung der Verriegelungsmuffe 22 aus der in Fig. 3 und 3A dargestellten losen Verriegelungsstellung
in die in Fig. 4 und 4A dargestellte formschlüssige
Verriegelung zeigt an, daß nunmehr das von der Kupplung übertragene Drehmoment aus negativem Sinn in einen positiven
Drehsinn gewechselt hat, d.h., daß die Gasturbine 24 nunmehr
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ihre Selbstlaufdrehzahl erreicht hat. Die Verschiebung der Verrie ge lungs muffe 22 aus der in Fig. 3 gezeigten Stellung
in die in Fig. 4 gezeigte Stellung kann infolgedessen zur
Betätigung eines Ausschalters für den Anlaß-Elektromotor 27 benutzt werden.
Auch die Verschiebung der Verriegelungsmuffe 22 aus der in Fig. 1 dargestellten Nichtverriegelungsstellung in
die in Fig. 3 dargestellte lose Verrie ge lungs stellung kann
zur Auslösung eines weiteren Vorganges bzw. zur Anzeige der Ausführung eine3 solchen weiteren Vorganges benutzt werden,
wobei ein solcher weiterer Vorgang beispielsweise die Einrückung einer anderen Kupplung sein kann.
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Claims (3)
- PatentansprücheIy Synchrone selbst schaltende Zahnkupplung mit einem bei Durchgang der umlaufenden Kupplungsteile durch den Synchronismus in einem Relativdrehsinn wirksamen Selbstschaltmechanismus zur Einleitung der Kupplungseinrückung und mit einer bei eingerückter Kupplung schaltbaren Einrichtung zur Verriegelung der ineinander eingerückten KupplungsZahnkränze gegen Ausrückung, dadurch gekennzeichnet, daß diese Verriegelungseinrichtung (21, 22, Bl, B2, Al, A2) bei in bestimmtem Maße teilweise ineinander eingerückten (Fig. 3) Kupplungs zahnkränzen (2, 7) im Sinne einer Verriegelung derselben in dieser teilweise ineinander eingerückten Stellung schaltbar i3t.
- 2. Zahnkupplung nach Anspruch 1 mit einer relativ zu einem der Kupplungsteile axial verschiebbaren und relativ dazu begrenzt drehbaren Verriegelungsmuffe als Verriegelungseinrichtung, die mit einem Verriegelungskeilkranz versehen ist, welcher bei eingerückter Kupplung in einen Gegenkeilkranz eines anderen Kupplungsteils einrückbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsmuffe (22) einen weiteren Verriegelungskei!kranz (B2) und das betreffende609825/0261andere Kupplungsteil (3) einen weiteren Gegenkeilkranz (A2) aufweist, welch letztere beiden Keilkränze (A2, B2) bei teilweise (Fig. 3) ineinander eingerückten Kupplungs zahnkränzen (2, 7) ineinander einrückbar sind und dadurch eine Verriegelung derselben bewirken, während die erstgenannten beiden Keilkränze (Al, Bl) bei voll (Fig. 4) ineinander eingerückten KupplungsZahnkränzen ineinander einrückbar sind und deren Verriegelung in diesem Zustand bewirken.
- 3. Zahnkupplung nach Anspruch 2, deren Verriegelungsmuffe auf einem, einen Teil des Selb3tschaltmeehanismus bildenden, relativ zu einem der umlaufenden Kupplungsteile axial-schraubend verschiebbaren, einen der beiden Kupplungszahnkränze tragenden Schaltelement gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Verriegelungskeilkränze (Bl, B2) der Verriegelungsmuffe (22) und die beiden Gegenkeilkränze (Al, A2) des betreffenden anderen Kupplungsteils (3) jeweils miteinander vereinigt sind, indem entweder die Verriegelungsmuffe oder das andere Kupplungsteil einen von abwechselnd axial längeren, in Umfangsrichtung schmaleren Axialkeilen (B2) und axial kürzeren, in Umfangsrichtung breiteren Axialkeilen (Bl) gebildeten Keilkranz (Bl, B2) aufweist und entweder das andere Kupplungsteil oder die Verriege lungs muffe einen von abwechselnd axial kürzeren, in Umfangsrichtung schmaleren Axialkeilen (Al) und axial längeren, in609825/0261Umfangsrichtung breiteren Axialkeilen (A2) gebildeten Keilkranz (Al, A2) aufweist, wobei jeweils die Lücken zwischen den Keilen (Al, A2 bzw. Bl, B2) beider Keilkränze (Al, A2 bzw. Bl, B2) jeweils entsprechend abwechselnd schmal und breit bemessen sind und die axial längeren Axialkeile (A2 oder B2) de3 einen Keilkranzes (Al, A2 oder Bl, B2) axial in Richtung auf den jeweils anderen Keilkranz (Bl, B2 oder Al, A2) hin über die diesem zugewandten Stirnkanten der axial kürzeren Axialkeile (Al oder Bl) überstehen, und daß die Keilkränze mit Bezug auf die Kupplungszahnkränze (2, 7) derart auf den sie tragenden Bauteilen (22, 3 bzw, 6) angeordnet sind, daß bei ausgerückten Kupplungszahnkränzen die axial längeren Keile der beiden Keilkränze sich axial durchdecken (Fig. 1 und 2), bei teilweise ineinander eingerückten KupplungsZahnkränzen die axial überstehenden Enden der axial längeren Keile des einen Keilkranzes in die Lücken zwischen den axial überstehenden Enden der längeren Keile des anderen Keilkranzes einschiebbar, jedoch in zumindestens teilweiser axialer Durchdeckung mit den axial kürzeren Keilen des jeweils anderen Keilkranzes sind (Pige 3)j und bei voll ineinander eingerückten KupplungsZahnkränzen die in umfangsrichtung schmaleren Keile des einen Keilkranzes in die schmaleren Lücken des anderen Keilkranzes und die in Umfangsrichtung breiteren Keile des einen Keilkranzes in die breiteren Lücken des anderen Keilkranzes einschiebbar sind (Fig. 4)e609825/0261Leerseite
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