DE7529797U

DE7529797U - Blockiervorrichtung

Info

Publication number: DE7529797U
Application number: DE19757529797
Authority: DE
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date: 1975-09-03
Filing date: 1975-09-20
Publication date: 1977-06-16
Also published as: DK395376A; DE2541988C2; CH616727A5; JPS5232414A; PL109939B1; BR7605785A; JPS608326B2; DK142207B; DK142207C; GB1544869A; DE2541988A1

Description

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

BlockierVorrichtung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Blockiervorrichtung für Wellen rotierender Maschinen, insbesondere für Turbolader.

Beim Auftreten einer Havarie eines Turboladers an einer Dieselmotoranlage, beispielsweise durch Schäden an der Beschaufelung oder Lagerschäden, ist es zur Vermeidung eines Totalausfalles der Anlage erforderlich, die Turbinenwelle stillzusetzen und anschliessend den bisher aufgeladenen Dieselmotor

• ohne Aufladung weiter zu betreiben. Bei stillgesetztem Turbo

lader durchströmen die Abgase des Dieselmotors weiterhin die nun stillstehenden Turbinenschaufeln in axialer Richtung und üben damit auf das Turbinenrad ein Drehmoment aus. Um ein Drehen der Welle des Turboladers zu verhindern, muss diese

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durch eine Vorrichtung blockiert werden, welche ein entsprechendes Gegendrehmoment ausübt.

Die heute bekannten und verwendeten Blockiervorrichtungen können beispielsweise an der Verdichterseite, als auch an der Turbinenseite angebracht sein. Dazu werden zwei identische Blockiervorrichtungen verwendet. Zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen und axialen thermischen Dehnungen der durch die Blockiervorrichtung blockierten Welle wird jedoch turbinenseitig eine zusätzliche Membran zwischen der Blockiervorrichtung und dem Turbinengehäuse vorgesehen.

Von Nachteil bei der bekannten Art der Blockierung der Welle des Turboladers ist jedoch die Tatsache, dass die durch beide Blockiervorrichtungen ausgeübten Gegendrehmomente zueinander sehr verschieden sind. Das Turbinenrad ist relativ zu den Endlagern der Turbinenwelle asymmetrisch angeordnet, wodurch der Hebelarm auf der Verdichterseite wesentlich länger ist. Dadurch ist das auf der Verdichterseite entwickelte Drehmoment kleiner als das auf die Turbinenseite einwirkende Gegendrehmoment. Dadurch kann eine Verformung oder Ueberbeanspruchung des Wellenendes auftreten.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Blockiervorrichtung zu schaffen, welche an jeder zugänglichen Stelle der

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Turbinenwelle auf einfache Weise befestigt werden kann. Vorzugsweise soll dabei der relativ kurze Abstand des Blockierdurchmessers am Turbinenrad und damit die geringe Torsionswirkung der Welle ausgenützt werden, um das erforderliche Gegendrehmoment zu entwickeln.

Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass ein am Gehäuse fixierbarer Aussenflansch mit Haltering mit einem Innenflansch mittels Spannstiften gegeneinander axial verschiebbar verbunden ist, und am Innenflansch Spannelemente und eine auf einem Wellenbund aufliegende geschlitzte

Innenbüchse so angeordnet sind, dass die Welle unbeweglich fixiert ist.

Der Vorteil dieser Anordnung besteht insbesondere darin, dass durch die Verbindung eines Aussenflansches mit einem Innenflansch über Spannstifte, wobei eine axiale Verschiebbarkeit der beiden Flansche gegeneinander gewährleistet ist, ein Ausgleich von mechanischen und thermischen Dehnungen auf einfache Weise möglich ist. Die Anordnung von Spannelementen im Innenflansch, sowie einer geschlitzten Innenbüchse, welche auf einem Wellenbund der Turboladerwelle aufliegt, ergibt eine reibschlüssige Blockierung der Welle.

Gemäss einer weiteren Ausbildung des Erfindungsgegenstandes

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sind die Spannstifte jeweils zwischen den Trennflächen des Aussenflansches und des Innenflansches angeordnet und bestehen die Spannelemente aus einer Aussenbüchse und Spannschrauben, wobei die Aussenbüchse und die geschlitzte Innenbüchse konische Gegenflächen aufweisen.

Durch die Anordnung von Spannelementen, welche sich aus einer Aussenbüchse, Spannschrauben und einer geschlitzten Innenbüchse zusammensetzen, ergibt sich die einfache Möglichkeit, durch Anziehen der Spannschrauben die konischen Gegenflächen der geschlitzten Innenbüchse und der Aussenbüchse so gegeneinander anzuziehen, dass die geschlitzte InnenbUchse entsprechend stark an die Turboladerwelle, vorzugsweise an einen Wellenbund derselben, angepresst wird, wodurch eine reibschlüssige Verbindung entsteht.

Weiterhin sind alternierend über den Umfang der Aussenbüchse Gewindebohrungen und Abdrückflächen vorgesehen,

Die Anordnung von Gewindebohrungen und Abdrückflächen in alternierender Reihenfolge über den Umfang ergibt die einfache Möglichkeit, die Spannschrauben sowohl zum Blockieren der Turboladerwelle, als auch zum Lösen der Blockiervorrichtung zu verwenden, indem diese in die entsprechenden Bohrungen des Innenflansches eingesetzt werden.

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Gemäss einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind Über dan Innenumfang des Innenflansches gegenüber den Ahdrüokflächen der Aussenbüchse Abdrückgewinde angeordnet und zur Aufnahme der Spannschrauben im Innenflansch Durchgangsbohrungen und in der Aussenbüchse Gewindebohrungen vorgesehen.

Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass ohne Verwendung besonderer Spann- bzw. Abdrückschrauben die ßlockiervorrichtung mit denselben Spannschrauben sowohl an der Turboladerwelle fixiert, als auch von dieser gelöst werden kann.

Ferner ist es zweckmäs.sig, den Aussenflansch mittels Befestigungsschrauben am Gehäuse zu befestigen und zum Ausgleich mechanischer und thermischer Dehnungen zwischen dem Aussenflansch und dem Haltering eine Ausgleichsfeder anzuordnen.

Durch die Anordnung einer Ausgleichs feder zwischen dem Hältering und dem Aussenflansch ist es möglich, mechanische und thermische Dehnungen am Innenflansch in einfacher Weise auszugleichen, da der Innenflansch gegen die Kraft der Spannstifte an die Ausgleichsfeder drückt und sich gegen dieselbe abstützen kann.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Blockiervorrichtung vereinfacht dargestellt.

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Es zeigt!

Fig, 1 Line Blockiervori'ichtung in blockiertem Zustand,

Fig. 2 dieselbe Blockiervorrichtung gemüss Fig. 1 in gelöstem Zustand.

Gemäss Fig. 1 ist mit 1 ein Gehäuse, vorzugsweise das Gehäuse eines Turboladers bezeichnet, in welchem eine Turboladerwelle 2 gelagert ist. Die Turboladerwelle 2 weist einen Wellenbund 3 auf. Am Gehäuse 1 ist ein Aussenflansch 4 einer Blockiervorrichtung mit einem Haltering 5 mittels Befestigungsschrauben 6 befestigt. Axial verschiebbar zum Aussenflansch 4 ist ein Innenflansch 7 mittels Spannelementen, welche aus einer geschlitzten Innenbüchse 8, einer Aussenbüchse 9 und Spannschrauben 10 bestehen, an der Turboladerwelle 2, vorzugsweise am Wellenbund 3, reibschlüssig festgeklemmt. Zur Aufnahme der Spannschrauben 10 ist der Innenflansch 7 mit einer Bohrung 11 versehen. Sowohl die geschlitzte Innenbüchse 8, als auch die Aussenbüchse 9 weisen konische Gegenflächen 12 auf. Zwischen den Trennflächen des Innenflansches 7 und des Aussenflansches 4 sind Spannstifte 13 vorgesehen. Zwischen dem Haltering 5 und der Stirnfläche des Aussenflansches 4 und des Innenflansches 7 ist eine Ausgleichsfeder 14 angeordnet. Der Innenflansch 7 ist an seiner, der Turboladerwelle 2 zugekehrten Innenfläche als Führung 15 ausgebildet, welche auf dieser aufliegt.

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In der Fig. 2 ist die Blockier«vorrichtung in gelöstem Zustand dargestellt, wobei gleiche. Teile mit denselben ßezußszeichen versehen sind, wie in Fig, 1. Die Befestigungsschrauben 6 sind vom Geluluse 1 gelöst, gleichzeitig sind die Spannschrauben in Abdrückgewinden lö des Innenflansches 7 eingeschraubt und drücken mit ihrer Stirnfläche gegen eine AbdrückflMche 17 der Aussenbüchse 9, woaurch die konischen Gegenflcichen 12 der geschlitzten Innenbüchse 8 und der Aussenbüchse 9 voneinander gelöst werden und damit die Ulockiervorrichtung vom Wellenbund 3 abgezogen werden kann. Um zu verhindern, dass insbesondere im gelösten Zustand die geschlitzte Innenbüchse 8 ur i die Aussenbüchse 9 aus dem Innenflansch 7 herausfallen, ist im Innenflansch 7 ein Sperring, vorzugsweise ein Seegerring vorgesehen.

Die Funktionsweise der Blockiervorrichtung ist folgende: Zum Blockieren der Turboladerwelle 2 wird die aus dem Aussenflansch 4, dem Innenflansch 7, dem Haltering 5, der Ausgleichsfeder m und den zwischen den Trennflächen des Innenflansches ■ 7 und des Aussenflansches 4 angeordneten Sperrstiften 13 mit der Führung 15 über die Turboladerwelle 2 geschoben, der Aussenflansch ^l\ wird mittels der Befestigungsschrauben 6 am Gehäuse befestigt und der Innenflansch 7 wird mittels der Spannelemente 8, 9 und 10 an der Turboladerwelle 2 reibschlüssig festgeklemmt, und zwar dadurch, dass die Spannschrauben 10, welche durch die

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Bohrungen 11 im Innenflansch 7 hindurchragen, in die Gewindebohrungen 19 eingesetzt werden. Durch das Linschrauben der Spannschrauben Io in die Gewiodebohrungen 19 der Aussenbüchsen

9 werden die Spannelemente 8,9 axial so verschoben, dass sie durch die konischen Gegenflächen 12 die geschlitzte Innenbüchse 8 reibschlüssig an die Turboladerwelle 2, vorzugsweise den Wellenbund 3 so anliegen, dass die Welle blockiert ist. Die Ausbildung der Blockiervorrichtung in den Innenflansch 7 und den Aussenflansch 4 ermöglicht ein Verschieben der Turboladerwelle 2 gegenüber dem Gehäuse 1. Die Ausgleichsfeder m bringt den Innenflansch 7 gegenüber dem Aussenflansch 4 in dessen Normallage zurück. Die Spannstifte 13 übertragen das Drehmoment vom Innenflansch 7 auf den Aussenflansch 4.

Zur Demontage der Blockiervorrichtung werden die Spannschrauben

10 aus den Gewindebohrungen 19 der Aussenbüchse 9 herausgeschraubt und in zwischen den einzelnen Bohrungen 11 im Innenflansch 7 angeordnete Abdrlickgewinde 16 eingeschraubt, und zwar soweit, bis sie mit ihrer Stirnfläche an der Abdrückfläche 17 der Aussenbüchse 9 anstossen. Bei weiterem Anziehen wird die Aussenbüchse 9 von der konischen Gegenfläche 12 der geschlitzten Innenbüchse 8 weggedrückt. Der Hub der Spannschrauben 10 ist durch ihre Gewindelänge begrenzt. Durch Lösen der Befestigungsschrauben 6 aus den entsprechenden Bohrungen im Gehäuse 1 kann die Blockiervorrichtung von der Tur-

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ι boladerwelle 2 abgezogen werden. Durch die Führung 15, deren Innendurchmesser mit dem Aussendurchmesser der Turboladerwelle 2 übereinstimmt, wird die Montage und Demontage der Blockiervorrichtung erleichtert, und ein Verkanten vermieden.

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Claims

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1. Blocklervorrichtung für Wellen rotierender Maschinen, insbesondere für Turbolader, dadurch gekennzeichnet, dass ein am Gehäuse (1) fixierbarer Aussenflansch (4) mit Haltering (5) mit einem Innenflansch (7) mittels Spannstiften (13) gegeneinander axial verschiebbar verbunden ist und am Inrenflansch (7) Spannelemente (9, 10) und eine auf einem Wellenbund (3) aufliegende geschlitzte Innenbüchse (8) so angeordnet sind, dass die Turboladerwelle (2) unbeweglich fixiert ist.

2. Blockiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannstifte (13) jeweils zwischen den Trennflächen des Aussenflansches (¹O und des Innenflansches (7) angeordnet sind.

3. Blockiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannelemente aus einer Aussenbüchse (9) und Spannschrauben (10) bestehen.

¹I. Blockiervorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die geschlitzte Innenbüchse (8) und die

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Ausaenbüchse (9) konische Qegenflächen (12) aufweisen.

5. Blockiervorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass alternierend über den Umfang der Aussenbüchse (9) Gewindebohrungen (16) und Abdrückflächen (17) vorgesehen sind.

6. Blockiervorrichtung nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass über den Umfang des Innenflansches (7) gegenüber den Abdrückflächen (17) der Aussenbüchse,,(9) Abdrückgewinde (16) angeordnet sind.

7= Blockiervorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufnahme der Spannschrauben (10) im Innenflansch (7) Durchgangsbohrungen (11) und in der Aussenbüchse (9) Gewindebohrungen (19) vorgesehen sind.

8. Blockiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussenflansch mittels Befestigungsschrauben (6) am Gehäuse (1) befestigt ist.

9. Blockiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ausgleich mechanischer und thermischer Dehnungen

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121/75 /If und dem Haltering (5) eine b - 12 - ist. BBC Aktiengesellschaft zwischen dem Aussenflansch (^) Brown, Boveri & Cie. Ausgleichsfeder (I¹I) angeordnet