DE929287C

DE929287C - Device for the axial and radial fastening of a hub or the like on a shaft

Info

Publication number: DE929287C
Application number: DEA13805A
Authority: DE
Inventors: Marcel Wenger
Original assignee: Ateliers des Charmilles SA
Current assignee: Ateliers des Charmilles SA
Priority date: 1949-12-09
Filing date: 1951-08-01
Publication date: 1955-06-23
Also published as: CH279992A

Description

Vorrichtung zur axialen und radialen Befestigung einer Nabe od. dgl. auf einer Welle Die bekannten Vorrichtungen zur axialen und radialen Befestigung einer auf eine Achse aufgekeilten Nabe, besonders diejenigen, die hohen Beanspruchungen ausgesetzt sind, wie zum Beispiel die Stützlager für hydraulische Turbinen, bestehen aus einem zweiteiligen Ring, der in eine Nut der Welle eingreift. Die Nabe ist auf der Welle gleitend aufgekeilt, und die beiden Teile des in die Nut eingreifenden Ringes werden durch eine Scheibe gehalten, die eine kreisförmige Öffnung aufweist und die an der Nabe durch Schraubenbolzen befestigt ist. Bekannt ist es auch, beliebige Elemente auf einer Welle mit Hilfe einer schwach konischen Büchse zu befestigen.Device for axial and radial fastening of a hub or the like. on a shaft The known devices for axial and radial fastening a hub wedged onto an axle, especially those with high loads are exposed, such as the support bearings for hydraulic turbines from a two-part ring that engages in a groove in the shaft. The hub is open the shaft slidingly keyed, and the two parts of the engaging in the groove Ringes are held by a disc that has a circular opening and which is attached to the hub by bolts. It is also known to any To fix elements on a shaft with the help of a slightly conical bushing.

Alle diese Anordnungen besitzen bestimmte Nachteile. Infolge der Erscheinung, die sich grundsätzlich bei allen mechanischen Vereinigungen ergibt, die leichten Gangschwankungen unterworfen sind, bildet sich eine Korrosion, insbesondere zwischen Welle und Nabe. Diese Korrosion, als »Lagerrost« bezeichnet, macht es oft sehr schwierig, zum Beispiel beim Überholen einer Turbine, die Nabe von ihrer Welle zu trennen, da der Lagerrost sie zusammenhält. Andererseits verursacht der Lagerrost nicht nur ein Festfressen der beiden Teile, sondern er greift die Welle in einem solchen Ausmaß an, daß dies für eine gute Zentrierung des umlaufenden Teiles nachteilig ist.All of these arrangements have certain disadvantages. As a result of the appearance which basically arises in all mechanical associations, the easy ones Gear fluctuations are subject to corrosion, especially between Shaft and hub. This corrosion, known as "bearing rust", often makes it very difficult For example, when overhauling a turbine, separating the hub from its shaft, because the storage grid holds them together. On the other hand, the bearing rust doesn't just cause a seizure of the two parts but rather it engages the shaft to such an extent indicate that this is disadvantageous for good centering of the rotating part.

Die Erfindung bezweckt die Beseitigung dieser Nachteile. Ausgehend von solchen Anordnungen, bei denen die Nabe od. dgl. auf einer Welle mittels mindestens eines Ringes bewirkt wird, der wenigstens teilweise federt und der mindestens eine mit einer entsprechenden Fläche der Nabenbohrung zusammenwirkende konische Fläche aufweist, sieht die Erfindung vor, daß der Kegelwinkel zwischen innerer und äußerer Ringfläche so groß gewählt ist, daß sich der Ring bei Befreiung von axialer Belastung unter elastischem Auffedern und unter selbsttätiger axialer Verstellung von der Welle und der Nabe löst.The invention aims to overcome these drawbacks. Outgoing of such arrangements in which the hub od. The like. On a shaft by means of at least a ring is effected that at least partially springs and the at least one cooperating with a corresponding surface of the hub bore Has conical surface, the invention provides that the cone angle between inner and outer ring surface is chosen so large that the ring is when liberated from axial load under elastic springback and under automatic axial Adjustment of the shaft and the hub releases.

Die Zeichnung zeigt schematisch und beispielsweise eine Ausführungsform der Erfindung in Anwendung auf ein Stützlager für eine hydraulische Turbine.The drawing shows schematically and by way of example an embodiment of the invention in application to a support bearing for a hydraulic turbine.

Auf der Welle I die beispielsweise einen Wechselstromgenerator und das Laufrad einer Flüssigkeitsturbine trägt, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind, ist eine Nabe 3 aufgekeilt, die mit einem Teil verbunden ist, das sich gegen Ausdrehungsflächen der Welle abstützt.On the shaft I, for example, an alternator and carries the impeller of a liquid turbine, which is not shown in the drawing are, a hub 3 is keyed, which is connected to a part that is against Supports turning surfaces of the shaft.

Diese Nabe weist in ihrer Ausbohrung 6 eine konische Fläche 7 auf: In den Raum zwischen der zylindrischen Fläche der Welle und der konischen Fläche 7 wird ein Ring eingeführt. Beim Ausführungsbeispiel besteht dieser Ring aus einem gespaltenen und daher federnden ringförmigen Körper 5. Der Ring 5 hat einen Querschnitt, welcher ein längliches, rechtwinkliges Dreieck darstellt. Die innere Fläche 9 dieses Ringes ist kreisförmig zylindrisch, und seine äußere Oberfläche 8 ist konisch. Die axiale Kraft wird von einem Anschlagkörper 2, der sich bei axialen Bewegungen der Welle mit dieser mitbewegt, auf die Nabe 3 über den gespaltenen Ring 5 übertragen, auf dem sich der Anschlagkörper 2 abstützt. Dieser Anschlagkörper besteht aus einem zweiteiligen Ring, welcher in eine Ausdrehung I0 der Welle I eingreift.This hub has a conical surface 7 in its bore 6: In the space between the cylindrical surface of the shaft and the conical surface 7 a ring is inserted. In the embodiment, this ring consists of one split and therefore resilient annular body 5. The ring 5 has a cross section which represents an elongated, right-angled triangle. The inner surface 9 of this Ring is circularly cylindrical and its outer surface 8 is conical. the axial force is from a stop body 2, which is in axial movements of the Shaft moved with this, transferred to the hub 3 via the split ring 5, on which the stop body 2 is supported. This stop body consists of a two-part ring, which engages in a recess I0 of the shaft I.

Die beiden Ringteile werden in der Ausdrehung festgehalten durch die Scheibe II, die auf der Stirnfläche der Nabe 3 durch Schraubenbolzen befestigt ist.The two ring parts are held in the recess by the Disk II, which is attached to the face of the hub 3 by screw bolts.

Wenn die Axialkraft vollkommen auf das Stützlager wirkt, dann zieht sich der Ring 5 in den Zwischenraum zwischen der Welle I und der Nabe 3 hinein, wobei er sich um die Welle schrumpft. Die axiale Kraft kann dann zerlegt werden in eine radiale Kraft, welche eine Schrumpfung des Ringes 5 um die Welle verursacht, und in eine senkrecht zur konischen Fläche stehende Kraft. Daher ist die Nabe 3 auf der Welle I genau zentriert.When the axial force acts completely on the support bearing, then pulls the ring 5 moves into the space between the shaft I and the hub 3, where it shrinks around the shaft. The axial force can then be decomposed into a radial force which causes the ring 5 to shrink around the shaft, and a force perpendicular to the conical surface. Therefore the hub is 3 exactly centered on shaft I.

Wenn die Vorrichtung von der axialen Belastung befreit wird, zum Beispiel beim überholen des Wechselstromgenerators oder der Turbine, entspannt sich der Ring selbsttätig und ermöglicht daher eine leichte Entfernung der Nabe von der Welle.When the device is released from the axial load, for example when overhauling the alternator or turbine, the ring relaxes automatic and therefore enables the hub to be easily removed from the shaft.

Die obige Beschreibung einer Vorrichtung zur axialen und radialen Befestigung einer Nabe auf einer Welle mittels Keilverbindung, welche auf ein Stützlager für eine hydraulische Turbine angewendet wird, besagt nicht, daß die Erfindung sich nur auf diese Art von Maschinen beschränkt. Es ist verständlich, daß irgendein auf Axialschub beanspruchtes Lager mit einer ähnlichen Vorrichtung versehen werden kann, unabhängig davon, ob das Lager senkrecht oder waagerecht angeordnet ist, sowie unabhängig davon, ob der Axialschub nur in einer oder in beiden Richtungen wirkt. In letztem Falle erhält die Vorrichtung zwei entgegengesetzt angeordnete gespaltene Ringe.The above description of a device for axial and radial Fastening of a hub on a shaft by means of a spline connection, which is on a support bearing for a hydraulic turbine does not imply that the invention is limited to this type of machine only. It is understandable that any Axial thrust stressed bearing can be provided with a similar device, regardless of whether the bearing is arranged vertically or horizontally, as well as independently whether the axial thrust acts only in one or in both directions. In the latter Trap, the device receives two oppositely arranged split rings.

Gemäß einer anderen Ausführungsform könnte der gespaltene Ring 5 durch mehrere Segmente ersetzt sein, wobei dann wenigstens zwei Segmente durch eine zwischengefügte Feder gespreizt werden. Außerdem könnte die Bohrung 6 der Nabe, an Stelle nur auf einem Abschnitt konisch zu sein, über die ganze Länge der Nabe konisch sein, wobei dann der Federkeil 4, der die Nabe 3 und die Welle i drehsteif verbindet, in den Spalt des Ringes eingreifen könnte. Dieser Spalt müßte dann natürlich hinreichend breit sein, um zwischen seinen Flächen und dem Keil 4 ein Spiel bestehen zu lassen, selbst nach der Schrumpfung des Ringes 5 um die Welle i.According to another embodiment, the split ring 5 could through several segments can be replaced, with at least two segments then inserted by one Spring to be spread. In addition, the bore 6 of the hub could, instead of just being on one section to be conical, be conical along the entire length of the hub, wherein then the spring wedge 4, which connects the hub 3 and the shaft i in a torsionally rigid manner, into the Gap of the ring could intervene. This gap should then of course be sufficient be wide in order to allow play between its surfaces and the wedge 4, even after the shrinkage of the ring 5 around the shaft i.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for axial and radial fastening a hub od. The like. On a shaft by means of at least one ring, the at least partially springs and which has at least one conical surface with a corresponding surface of the hub bore cooperates, the longitudinal thrust of the shaft from a stop interacting with it over the ring with shrinkage the same is passed on to the shaft to the hub, characterized in that that the cone angle between the inner and outer surface of the ring (5) is chosen to be so large is that the ring (5) when released from axial load under elastic Spring back and release with automatic axial adjustment of shaft and hub.

2. Device according to claim i, characterized in that the resilient ring (5), slotted in a known manner, a wedge cross-section running at right angles Has cathetus, on whose cathetus extending radially to the shaft (i) there is an axially stop ring (2) interacting with the shaft is in contact.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the two-part stop ring (2) through a to the hub (3) to be fastened disc (i i) is held together, the one has a central opening corresponding to the ring diameter.

4. Apparatus according to claim r, characterized in that the wedge ring (5) consists of several segments, between which expanding springs sit. Cited publications: German Patent Specifications No. 503 544 228 321; Swiss patent specification No. 254047.