DE7533660U - Ochtourig umlaufender rotationskoerper - Google Patents

Description

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München, den 2o. Oktober 1975 Hoohtourig umlaufender Rotationskörper

Die Neuerung betrifft feinen bochtourig umlaufenden Rotationskörper, Insbesondere eine kreisringförmige Rotationsscheibe.

Die Infolge der von Zentrifugalkräften hervorgerufenen Spannungen begrenzen die Drehgeschwindigkeit von Rotationskörpern auf einen höchst zulässigen Wert, der im allgemeinen durch die Wahl de» für den Rotationskörper bestimmten Werkstoffes mit geeigneter Festigkeit den Anforderungen angepaßt wird. Diese Methode ist Jedoch aus fertigungstechnischen und wirtschaftlichen Gründen in vielen Fällen, wie z.B. bei Turbinenrädern von Strömungsmaschinen, Kreiselrädern zur Energiespeicherung, und im allgemeine.! scheibenförmigen, mit Montage bedingter Bohrungen \ versehenen Rotationskörpern, ungeeignet.

) Man hat daher versucht. Rotationskörper aus Werkstoffen mit

verhältnismäßig niedriger Festigkeit durch lokale Spannungen

aufnehmende Verstärkungen im Hinblick einer Erhöhung der höchst-

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zulässigen Umlaafgesahwin^igkeit .ζμ verbessern. In dieser g* Hinsicht ist es bekannt, auf Ringschultern oier Einkerbungen des Drehkörpers Verstärkungsringe anzubringen. Diese sind Jedoch hauptsächlich nur geeignet, tangentiale Spannungskräfte aufzunehmen.

Es 1st ferner eine Methode bekannt, bei der derartige Verstärkungsringe direkt in den Rotationskörper eingebettet werden, wodurch annähernd homogene Spannungsfelder im Rotationskörper erreicht werden können. Jedoch ist diese Lösung in vielen Fällen aus fertigungstechnischen Gründen nicht anwendbar.

Der Erneuerung liegt die Aufgabe zugrunde, Rotationskörper der eingangs genannten Art mit einfachen Mitteln derart zu verstärken, daß der Drehkörper über die aufgrund seiner Beschaffenheit bestimmte zulässige Umlaufgeschwindigkeitsgrenze hinaus gefahrenlos betrieben werden kann.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an den Enden des Rotationskörpers je eine quer zur Rotationsachse angeordnete, Stützringe aufweisende Verstärkungsscheibe vorgesehen ist, <*«iren Stützringe in diesen gegenüberliegende, ringförmige Profilnuten des Rotationskörpers eingreifen.

Der Rotationskörper wird somit an mehreren diskreten radialen Stellen abgestützt, so daß durch die dabei erzielte Aufteilung von gewissen Spannungskonzentrationen an den Abstützstellen höhere Spannungsspitzen vermieden werden.

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Mit der erfindungsgemäßen Anordnung läßt sich die Geschwindigkeitsgrenze von Rotationskörpern in einer einfachen und wirkungsvollen Art erhöhen. Es kann aber auch durch die Verwendung eines hochfesten Materials nur für die Verstärkungsscheiben eine Ersparnis durch Wahl eines billigeren Werkstoffes für den Rotationskörper erreicht werden·

Insbesondere bei durchbohrten Rotationskörpern kann mit den erfindungsgemäßen Verstärkungsscheiben das Üblicherweise hohe Spannungsniveau am Rand der Bohrung stark herabgesetzt werden, so daß keine Einbuße der zulässigen Umlaufgeschwindigkeit auf-

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grund einer erforderlichen Bohrung wahrgenommen/werden braucht.

Spannungsspitzen an den Auflagestellen zwischen dem Rotationskörper und den Verstärkungsscheiben lassei dich weiterhin dadurch verringern, daß erfindungsgemäß die Stutzringe der Verstärkerscheiben und die Profilnuten des Rotationskörpers im Längsschnitt Sägezahnprofile aufweisen, deren gegenseitige Auflageflachen im Umlaufbetrieb zyllnderförmig sind.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erneuerung im Längsschnitt dargestellt.

Zwei Rotationsscheiben 10 und 11 sind mittels Verstärkungsscheiben 12 bis 14 mit einer Antriebswelle 15 verbunden. Die Rotationsscheiben 10, 11 weisen sägezahnförmlge Profilnuten 17 zur Auf-

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nähme von ebenfalls sägezahnprofilartigenStützringenl8 auf, wobei zylindermantelförmige Kontaktflächen dieser Profile aufgrund der Zentrifugalkraft eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Rotations- und Verstärkungsscheiben herstellen, über die sowohl «ea- tangentiale: als auch radiale. Spannungskräfte; auf die Verstärkungsscheiben übertragen werden.

Wie die Darstellung bereits zeigt, ist die erfindungsgemäße Verstärkungsscheibe geeignet, gleichzeitig zwei Rotationskörper unabhängig von ihrer Form jeweils einseitig zu stützen, wie es 3.B. bei der Verstärkungsscheibe 15 der Fall ist. Es lassen sioh auf diese Weise bei Bedarf mehrere Rotationskörper raumsparend hintereinander anordnen.

In der Zeichnung ist einer der kritischen Fälle von Rotationskörpern dargestellt, nämlich solche, die eine Bohrung 23, in diesem Fall zur Aufnahme der Antriebswelle 15 aufweisen. Bei derartigen Rotationskörpern nimmt die Intensität des Spannungrfeldes radial in Richtung zur Bohrung stark zu, so daß sich am Rand der Bohrung 23 sehr hohe Spannungen aufbauen, die die zulässige Umlaufgeschwindigkeit gegenüber einem vollen Rotationskörper stark herabsetzen. Durch die radialen Stützkräfte in der Umgebung der Bohrung wird nun das Spannungsniveau an derem Rand abgeschwächt und von den Verstärkungsscheiben 12, 13 aufgenommen. Um erneute Spannungskonzentrationen an den Stutzstellen zu vermeiden, sind erfindungsgemäß mehrere eine Aufteilung der Spannungen bewirkende Stützflächen vorgesehen, wobei jedooh darauf zu achten 1st, daß überall an den Auflageflachen gleiche Flächenpressung herrscht*

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Claims (3)

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   MOTOREN- UND TURBINEN-UNION MÜNCHEN OMBH

   München, den 20. Oktober 1975

   Sohutzansprüohe

   1· Hochtourig umlaufender Rotationskörper, insbesondere kreis rlngförmige, rotierende Scheibe, daduroh gekennzeichnet, _t daß an den Enden des Rotationskörpern (10) je eine quer zur Rotationsaohse angeordnete, konzentrische Stützringe (18) aufweisende Verstarkungssoheibe (12, 15) vorgesehen ist« deren Stutzringe (18) in diesen gegenüberliegende ringförmige Profilnuten (17) des Rotationskörpers (10) eingreifen.
2. 2. Rotationskörper nach Anspruoh 1, daduroh gekennzeichnet, daß die Stutzringe (18) der Verstarkungssoheibe (12, 13) und die Profilnuten (17) des Rotationskörpers (10) im Längsschnitt Sägezahnprofile aufweisen.
3. 3. Rotationskörper nach Anspruch l,oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stutzringe (18) der Verstärkungsscheiben (12, 13) mit den Profilnuten (17) des Rotationskörpers (10) zylindermanteiförmige Auflageflächen bilden.

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