DE2628928A1

DE2628928A1 - Coupling for damping torsional vibration by friction - has alternate driving and driven plates separated by high viscosity grease

Info

Publication number: DE2628928A1
Application number: DE19762628928
Authority: DE
Inventors: Rudolf Gemein; Heinz Nowack
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1976-06-28
Filing date: 1976-06-28
Publication date: 1978-01-05

Abstract

The turbo-generator for rail applications has the turbine connected to the generator by a coupling permitting slip to damp out torsional vibration. The coupling has an inner and an outer sleeve (16, 17) secured respectively to the turbine and the generator shafts. An axial array of annular sheet metal plates (18, 19) is arranged between the sleeves, and the plates are connected alternately to the respective sleeves in axially slideable manner. The plates are pressed together by tension bolts (25) extending through curved slots in the plates. Torsional sliding between the plates is facilitated by the maintenance between them of layers of high viscosity grease.

Description

Worrichtung zur Schwingungsdämpfung an Torsionswellen.Direction of vibration damping on torsion waves.

Bei Einphasen-Bahnstromturbosätzen sind im allgemeinen Turbine und Generator über relativ lange Torsionswellen miteinander verbunden, um kurzzeitige und stoßartige Drehmoment- und Winkelgeschwindigkeitsschwankungen auszugleichen. Bei den in Größe und zeitlichem Abstand sehr unregelmäßig auftretenden Laststößen ergeben sich jedoch Torsionsschwingungen, die wegen der im allgemeinen relativ geringen Eigendämpfung des Systems sehr lange anstehen. Dadurch besteht bei direkt gekuppelten Maschinensätzen die Gefahr, daß die Kupplung zwischen Torsionswelle und Generator beschädigt wird oder ganz abreißt.In single-phase traction turbosets, there are generally turbine and Generator connected via relatively long torsional waves to short-term and to compensate for sudden torque and angular velocity fluctuations. With the load surges that occur very irregularly in terms of size and time interval However, torsional vibrations result, which because of the generally relatively small Self-damping of the system for a very long time. As a result, there is a direct coupling Machine sets the danger that the coupling between the torsion shaft and the generator becomes damaged or tears off completely.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der derartige Sehwingungen sicher gedämpft werden können, wobei diese Vorrichtung einfach aufgebaut und ein nachträglicher Einbau ohne weiteres möglich sein soll.The invention is therefore based on the object of providing a device create, with which such visual vibrations can be safely damped, this The device has a simple structure and subsequent installation is easily possible should be.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß im axialen Zwischenraum zwischen Turbinenläufer und Torsionswellenkupplung konzentrisch zueinander jeweils eine Buchse an der Läuferstirnseite und der Kupplungsstirnseite befestigt sind, daß im Ringspalt zwischen diesen Buchsen abwechselnd jeweils an der Läuferbuchse und an der Kupplungsbuchse ringförmige Blechlamellen axial verschiebbar gehalten sind und daß zwischen den über Bolzen aufeinandergepreßten Blechlamellen Fettschichten hoher Viskosität aufrechterhalten sind.To solve this problem, the invention provides that in the axial The space between the turbine rotor and the torsion shaft coupling is concentric to one another one socket each attached to the rotor face and the coupling face are that in the annular gap between these sockets alternately on the rotor socket and ring-shaped sheet-metal lamellae are held axially displaceably on the coupling socket and that layers of fat are between the sheet metal lamellas pressed together by bolts high viscosity are maintained.

Durch diese Einschaltung von aufeinander reibenden Blechlamellen zwischen dem Turbinenläufer und der Torsionswelle kann somit eine Dämpfung von Torsionsschwingungen erreicht werden, wodurch die Wellenkupplung erheblich weniger beansprucht wird.This inclusion of sheet metal plates rubbing against each other between the turbine rotor and the torsion shaft can thus dampen torsional vibrations can be achieved, whereby the Shaft coupling is significantly less stressed will.

Zweckmäßig ist es dabei, wenn in axialen Nuten auf den gegenüberstehenden Umfangsflächen der Buchsen Paßfedern eingesetzt sind, die in entsprechende Ausnehmungen am Innen- bzw. Außenumfang der Blechlamellen eingreifen. Darüber hinaus können die Blechlamellen axial miteinander fluchtende Bohrungen aufweisen, durch die in einem der Buchsenflansche festgelegte Spannbolzen zum Zusammenpressen der Blechlamellen geführt sind.It is useful when in axial grooves on the opposite Circumferential surfaces of the bushes feather keys are used, which are in corresponding recesses engage on the inner or outer circumference of the sheet metal lamellas. In addition, the Sheet metal lamellas have axially aligned holes through which in a the bushing flanges fixed clamping bolts for pressing the sheet metal lamellas together are led.

Anhand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels nach der Erfindung näher erläutert.A schematic drawing shows the structure and mode of operation an embodiment according to the invention explained in more detail.

Dabei zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Niederdruckteilturbine mit Torsionswelle und Wellenkupplung; Fig. 2 einen Längsschnitt im vergrößerten Maßstab durch den Bereich der Dämpfungsvorrichtung und Fig. 3 einen Querschnitt durch die Torsionswelle im Bereich der Dämpfungsvorrichtung entsprechend der Schnittlinie II-II.1 shows a longitudinal section through the low-pressure turbine section with torsion shaft and shaft coupling; Fig. 2 is a longitudinal section on an enlarged scale Scale through the area of the damping device and FIG. 3 shows a cross section by the torsion shaft in the area of the damping device according to the cutting line II-II.

Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, ist die Welle 1 des nicht näher dargestellten Einphasen-Generators über ihren Kupplungsflansch 2 und der auf den Wellenkonus 3 aufgeschrumpften Kupplungshälfte 4 mit der eigentlichen Torsionswelle 5 verbunden. Am Kupplungsflansch 6 am anderen Ende der Torsionswelle 5 ist außen der Kupplung flansch 7 der Welle 8 des ebenfalls nicht dargestellten Hochdruckteils der Turbine und auf der Innenseite über den Flansch 9 der eigentliche Läufer 10 des Niederdruckteils 11 der Turbine befestigt.As can be seen from Fig. 1, the shaft 1 is not shown in detail Single-phase generator via its coupling flange 2 and the one on the shaft cone 3 The shrunk-on coupling half 4 is connected to the actual torsion shaft 5. The coupling is on the outside of the coupling flange 6 at the other end of the torsion shaft 5 flange 7 of the shaft 8 of the high pressure part of the turbine, also not shown and on the inside via the flange 9 the actual runner 10 of the low-pressure part 11 attached to the turbine.

Da der Turbinenläufer 10 10 und die Hochdruckturbine an der gemeinsamen Kupplung 14 über die durch den Läufer 10 hindurchgeführte Torsionswelle 5 mit der Generatorwelle 1 gekuppelt sind, kann die Welle 5 somit als torsionselastisches Element dienen und damit in gewissem Umfang auftretende kurzzeitige und stoßartige Drehmoment- schwankungen ausgleichen. Bei zu starken Stößen können jedoch Torsionsschwingungen auftreten, die zu einen Bruch oder zu einem Ausreißen dieser Kupplung führen.Since the turbine runner 10 10 and the high pressure turbine at the common Coupling 14 via the torsion shaft 5 passed through the rotor 10 with the Generator shaft 1 are coupled, the shaft 5 can thus be torsionally elastic Element serve and thus to a certain extent occurring short-term and jerky Torque compensate for fluctuations. If the impact is too strong, you can however, torsional vibrations occur, leading to breakage or tearing this clutch lead.

Um diese Torsionsschwingungen zu dämpfen, ist in dem axialen Zwischenraum zwischen Turbinenläufer 10 und Torsionswellenkuppplung 4 eine Dämpfungsvorrichtung 15 eingebaut, die im einzelnen in Fig. 2 und 3 näher beschrieben ist.To dampen these torsional vibrations, is in the axial space a damping device between the turbine rotor 10 and the torsion shaft coupling 4 15 installed, which is described in detail in FIGS. 2 and 3.

Danach sind konzentrisch zueinander am freien Ende des Turbinenläufers 10 eine Buchse 16 und an der Kupplungshälfte 4 eine Buchse 17 angeschraubt. Zwischen diesen beiden Buchsen 16 und 17 sind nunmehr ringförmige Blechlamellen 18 und 19 eingesetzt, die jewells abwechselnd in Umfangsrichtung mit der Läuferbuchse 16 bzw.Then are concentric to each other at the free end of the turbine rotor 10 a socket 16 and a socket 17 screwed to the coupling half 4. Between these two sockets 16 and 17 are now annular sheet-metal lamellas 18 and 19 are used, which alternate in the circumferential direction with the rotor bushing 16 or

der Kupplungsbuchse 17 verbunden sinde Dazu sind in axiale Nuten der Buchse 16 Paßkeile 20 eingefügt, die in entsprechende Ausnehmungen der Blechlamellen 18 eingreifen. In gleicher Weise sind in die Kupplungsbuchse 17 Paßfedern 21 eingelegt, die in entsprechende Ausnehmungen am Außenumfang der Lamellen 19 eingreifen.the coupling socket 17 connected to this are in axial grooves of the Bushing 16 fitted wedges 20 inserted into corresponding recesses in the sheet metal lamellas 18 intervene. In the same way, keys 21 are inserted into the coupling socket 17, which engage in corresponding recesses on the outer circumference of the slats 19.

lurch diese Paßfedern 20 und 21 sind die Blechlamellen 18 und 19 in Umfangsrichtung jeweils mit dem Läufer 10 bzw. der Kupplung 4 und damit der Torsionswelle 5 fest verbunden, während sie in axialer Richtung frei schieben können Die Blechlamellen 18 und 19 weisen ferner in axialer Richtung fluchtende Bohrungen oder Durchbrechungen auf, wobei zweckmäßigerweise die Bohrungen beispielsweise der einen Lamellengruppe 18 als in Umfangsrichtung verlaufende Langlöcher 22 ausgebildet sind.By means of these parallel keys 20 and 21, the sheet metal lamellas 18 and 19 are in Circumferential direction in each case with the rotor 10 or the clutch 4 and thus the torsion shaft 5 firmly connected, while they can slide freely in the axial direction 18 and 19 also have bores or openings that are aligned in the axial direction on, the bores expediently, for example, of the one group of lamellae 18 are designed as elongated holes 22 running in the circumferential direction.

Durch diese Bohrungen sind nunmehr Spannbolzen 23 geführt, über die die Blechlamellen 18 und 19 in axialer Richtung zusammengepreßt werden können. Diese Spannbolzen 23 sind an einem Ende in einem der Buchsenflansche- nach dem dargestellten Ausführungsbeispiel in der Kupplungsbuchse 17 - festgelegt und weisen am anderen Ende eine Spannschraube 25 auf. Zwischen den Blechlamellen 18 und 19 befindet sich ferner ein temperaturbeständiges Fett 24 mit hoher Viskosität, wie z. B. Siliconfett.Clamping bolts 23 are now guided through these bores through which the sheet metal lamellas 18 and 19 can be pressed together in the axial direction. These Clamping bolts 23 are at one end in one of the socket flanges according to the one shown Embodiment in the coupling socket 17 - set and point to the other End of a clamping screw 25. Between the sheet metal lamellas 18 and 19 is located also a temperature-resistant grease 24 with high viscosity, such as. B. silicone grease.

Durch dieses hpohviskose Fett und die sich auf den Lamellen 18 und 19 ausbildenden dünnen Fettschichten werden somit auftretende Relativbewegungen in Umfangsrichtung und auch in radialer Richtung weitgehend gedämpft, so daß gefährliche Torsionsschwingungen, wenn überhaupt, so nur kurzzeitig auftreten können.Through this hpohviscose fat and on the lamellae 18 and 19th forming thin layers of fat are thus occurring relative movements in Circumferential direction and also in the radial direction largely damped, so that dangerous Torsional vibrations, if at all, can only occur briefly.

!)e SchubfLäche und damit die Beimpfung kann beliebig vergrößert werden durch eine entsprechende Erhöhung der Lamellenzahl sowie lurch Einstellung der Pressung der einzelnen Lamellen aufeinander durch die Spannbolzen 23. Es sei dabei noch darauf hingewiesen, daß zur besseren Ubersichtlichkeit bei der Darstellung in Fig. 2 ein relativ großer axialer Abstand der Blechlamellen gewalt wurde, der selbstverständlich nach betriebsbereitem Einbau erheblich geringer ist.!) The drawer area and thus the inoculation can be enlarged as required by increasing the number of lamellae accordingly and by adjusting the pressure of the individual lamellae on top of one another by means of the clamping bolts 23. Let it be on it pointed out that for the sake of clarity in the illustration in FIG The relatively large axial distance between the sheet metal lamellas became a matter of course is considerably lower after installation is ready for operation.

Mit der beschriebenen Anordnung ist also eine wirksame Dämpfung durch Schubbewegungen in dünnen, großflächigen Fettschichten mit hoher Viskosität sicher erreichbar, wobei jedoch gleichzeitig durch die Konstruktion der Dämpfungsvorrichtung axiaLe Relativ dehnungen zwischen Läufer und Torsionswelle frei möglich sind, während relative Radialbewegungen oder Radialschwingungen ebenfalls gedämpft werden.With the arrangement described, an effective damping is achieved Pushing movements in thin, large-area layers of fat with high viscosity are safe achievable, but at the same time by the design of the damping device axial relative expansions between rotor and torsion shaft are freely possible, while relative radial movements or radial vibrations are also damped.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

Claims 1. Device for vibration damping of torsional waves, in particular in traction current turbo sets, characterized in that in the axial gap between the turbine rotor (10) and the torsion shaft coupling (4) concentric to one another one socket (16, 17) each on the rotor face and the coupling face are attached that in the annular gap between the sockets (16, 17) alternately on the rotor bushing (16) and the coupling bushing (17) ring-shaped sheet metal lamellas (18, 19) are held axially displaceable and that between the clamping bolts (23) pressed sheet metal lamellas (18, 19) layers of grease (24) of high viscosity are maintained.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the sockets (16, 17) and the sheet metal lamellas (18, 19) are designed in two parts.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that in the axial Grooves on the opposite circumferential surfaces of the sockets (16, 17) Parallel keys (20, 21) are inserted into corresponding recesses on the inner or outer circumference engage the sheet metal lamellas (18, 19).

4. Apparatus according to claim 1, characterized in that the sheet metal lamellae (18, 19) have axially aligned bores (22) through which in a Clamping bolts (23) fixed to the bushing flanges for pressing the sheet metal lamellas together (18, 19).