EP0575017A1 - Shaft for the connection of a gear wheel to a turbo-machine rotor wheel - Google Patents
Shaft for the connection of a gear wheel to a turbo-machine rotor wheel Download PDFInfo
- Publication number
- EP0575017A1 EP0575017A1 EP93250128A EP93250128A EP0575017A1 EP 0575017 A1 EP0575017 A1 EP 0575017A1 EP 93250128 A EP93250128 A EP 93250128A EP 93250128 A EP93250128 A EP 93250128A EP 0575017 A1 EP0575017 A1 EP 0575017A1
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- shaft
- shaft part
- gear element
- impeller
- pinion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 2
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- VMXUWOKSQNHOCA-UKTHLTGXSA-N ranitidine Chemical compound [O-][N+](=O)\C=C(/NC)NCCSCC1=CC=C(CN(C)C)O1 VMXUWOKSQNHOCA-UKTHLTGXSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
- F01D5/026—Shaft to shaft connections
Definitions
- the invention relates to a pinion shaft for a transmission turbomachine according to the preamble of claim 1.
- the gearwheel element is usually made of an alloyed tempering steel with a view to sufficient fatigue strength and flank strength, the surface of which is hardened in the flank area.
- the problem of choosing the right material arises in the already mentioned LNG compressor in that on the back of the impeller, in particular during standstill and in the start-up phase, part of the wave range is also exposed to the frozen gas.
- both the impeller and the subsequent shaft part could be made in one piece from a low-temperature-resistant steel.
- the production requires a great deal of machining, since the external dimensions of the impeller determine the size of the block to be machined.
- the object of the invention is a for high speeds of at least 15,000 rpm. preferably more than 20,000 rpm. Specify suitable and a one-piece gear element having heavy-duty pinion shaft for a geared turbo machine, which is structurally optimal and inexpensive to manufacture adapted to the stress with regard to temperature and the type of medium to be conveyed.
- the optimal adaptation to the stress occurring in the respective area of the pinion shaft is achieved in such a way that the shaft part, at the free end of which the impeller is detachably arranged, is designed as a separate part and is connected to the gear element.
- the material for the shaft part is chosen so that it meets the stresses that occur.
- a low-temperature resistant steel would be used for the shaft part.
- the shaft part would be made from a high-temperature steel. When compressing gases that are mixed with acids, it makes sense to use a particularly corrosion-resistant material for the shaft part.
- the advantage of the proposed composite technology can be seen in the fact that the gear element is still made from a known surface-hardening heat-treatable steel and a material that meets the stress is selected for the shaft part that comes into direct contact with the medium to be conveyed, including the impeller arranged on it.
- the gear element and the entire gear part can still be made small, and the shaft part connected with it can also be optimally designed, since no restrictions with regard to gear technology considerations are required with regard to the choice of material.
- Another variant consists in providing both ends of the shaft part with a Hirth connection and the adjoining regions of the gearwheel element and the impeller also with a complementary Hirth toothing.
- an expansion screw extending through the impeller and the shaft part is anchored in the gear element.
- the gearwheel element has a threaded bore in the end region, into which the expansion screw can engage.
- the other free end of the expansion screw also has a threaded section so that a nut that can be screwed onto it can clamp the impeller and the shaft part against the gear element.
- the proposed arrangement has the disadvantage that the expansion screw in the case of an LNG compressor must also be made of a low-temperature-resistant steel and, because of the lower strength, can only transmit a lower tightening torque.
- the Hirth connection must be made ready for installation on both sides, which can lead to angular deviations in the axis position if the manufacturing tolerances are taken into account.
- the expansion screw is also proposed to be further developed.
- This arrangement has the advantage that the expansion screw connecting the elements shaft part and gear element can be manufactured from a high-strength heat-treatable steel, since this area does not come into contact with the frozen gas.
- Another advantage is that after connecting the shaft part and gear element Hirth connection between the impeller and shaft part can be ground appropriately. An addition of manufacturing tolerances of the two Hirth connections with regard to shape and position tolerances is excluded.
- FIG. 1 shows a sketch of a first embodiment of the pinion shaft according to the invention, for example a gear compressor, in a longitudinal section. It consists of a gear element 1 which has a toothing 2 which meshes with a gear of the transmission (not shown here). This is followed by a shaft piece 3, which is designed as a bearing 4.
- the shaft part 5 made of another material is connected to the gear element 1, for example, by means of a shrink connection. So that large moments of force can also be transmitted, it is known to design the end region 6 of the shaft part 5 as a polygon. In such a case, the end region 7 of the shaft piece 3 comprising this region 6 would also be an inner polygon designed to be complementary thereto exhibit.
- the impeller 8 is connected to the shaft part 5 via a conical seat 9, which is only indicated here.
- the tension required for a secure fit is generated by the nut 11 screwed onto the threaded part 10 of the shaft part 5.
- the direction of flow of the medium to be compressed is indicated by the arrows 12, 13 in the impeller 8.
- the arrows 12, 13 have an opposite direction.
- the descending arrow 14 is intended to indicate that, particularly when the vehicle is at a standstill and during the start-up phase, if the medium to be conveyed has not experienced any or only a slight increase in temperature, the medium to be conveyed can also reach the shaft part 5.
- the separately manufactured gear element 1, on the other hand, can be produced in a known manner from a heat-treatable steel that is optimized with regard to the transmission technology requirements.
- FIG. 2 shows a second embodiment of the pinion shaft according to the invention in a comparable longitudinal section, the same reference numerals being used for the same parts.
- the shaft part 16 has Hirth teeth at both ends 17, 18.
- the end region 19 of the shaft piece 25 of the gear element 20 and the end region 21 of the impeller 22 are of comparable design, so that the Hirth toothing can engage with one another.
- an expansion screw 23 engages through a bore in the impeller 22 and the shaft part 16.
- the right-hand threaded section 24 of the expansion screw 23 can be screwed into a threaded bore arranged in the shaft piece 25.
- the left-hand threaded section 26 of the expansion screw 23 projects beyond the Front region 27 of the impeller 22.
- the parts 16, 20, 23 are braced against one another by means of a nut 28 which can be screwed onto this threaded section 26.
- FIG. 3 shows a similar arrangement as Figure 2, but with a split expansion screw.
- the expansion screw connecting the shaft part 16, impeller 22 and gear element 20 is divided.
- the one expansion screw 30 made of a conventional tempering steel extends from the gear element 20 over the right-hand Hirth toothing 18 to the shaft part 16.
- the second expansion screw 31, which is also made of cold-tough steel in the case of an LNG compressor extends from the shaft part 16 over the left-hand Hirth toothing 17 into the front area 27 of the impeller 22.
- An insulating element 32 for example made of PTFE, is located between the two expansion screws 30, 31.
- the tension nut 33 connecting the two expansion screws 30, 31 to one another is only indicated here. The advantages which result from this arrangement have already been pointed out in the description, so that there is no need to repeat them here.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Ritzelwelle für eine Getriebe-Turbomaschine gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a pinion shaft for a transmission turbomachine according to the preamble of
Das Vordringen von Radialverdichtern in immer neue Anwendungsgebiete und auch die Integration verschiedener Verdichtungsprozesse in ein gemeinsames Verdichtergehäuse führen dazu, daß die Beanspruchung der Wellenteile, auf denen die Laufräder lösbar angeordnet sind, hinsichtlich Temperatur und Angriff des zu fördernden Mediums sehr unterschiedlich sind zu den Bereichen, die nicht mit damit beaufschlagt werden. Beispielsweise müssen bei einem LNG-Kompressor (LNG = Liquid Natural Gas) die Verdichterschaufeln aus einem zähen Tieftemperaturstahl (z.B. 9 % Nickelstahl) gefertigt werden, damit diese auch bei tiefen Temperaturen noch eine ausreichende Zähigkeit aufweisen. Andererseits muß die das Laufrad antreibende Ritzelwelle den getriebetechnischen Bedingungen genügen. Insbesondere das Zahnradelement wird im Hinblick auf ausreicherde Dauer- und Flankenfestigkeit üblicherweise aus einem legierten Vergütungsstahl gefertigt, dessen Oberfläche im Flankenbereich gehärtet wird. Die Problematik der richtigen Werkstoffwahl ergibt sich bei dem schon erwähnten LNG-Kompressor dadurch, daß auf der Rückseite des Laufrades, insbesondere beim Stillstand und in der Anfahrphase auch ein Teil des Wellenbereiches mit dem tiefgekühlten Gas beaufschlagt wird. Nun könnte man als Abhilfe sowohl das Laufrad einschließlich des anschließenden Wellenteiles einstückig aus einem tieftemperaturbeständigen Stahl herstellen. Die Herstellung erfordert aber einen großen Zerspannungsaufwand, da die Außenmaße des Laufrades die Größe des zu zerspannenden Blockes bestimmen. Alternativ dazu wäre vorstellbar, das Zahnradelement ebenfalls aus diesem Stahl zu fertigen. Das ergibt aber Schwierigkeiten, da der Tieftemperaturstahl keine ausreichende Festigkeit bzw. Härte hat und die üblichen Härteverfahren wie Flammenhärten oder Nitrieren nicht anwendbar sind. Um die niedrigere Festigkeit in etwa auszugleichen, müßte man das Zahnradelement entsprechend größer bauen und damit würde der gesamte Getriebeteil baumäßig sehr groß werden mit all den Nachteilen, die sich daraus ergeben. Aber auch bei dieser Lösung bleibt das Problem der verminderten Flankentragfähigkeit des aus einem solchen Stahl gefertigten Zahnradelementes infolge des niedrigeren Kohlenstoffgehaltes.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine für hohe Drehzahlen von mindestens 15.000 U/min. vorzugsweise mehr als 20.000 U/min. geeignete und ein einteilig ausgebildetes Zahnradelement aufweisende hochbelastbare Ritzelwelle für eine Getriebe-Turbomaschine anzugeben, die konstruktiv optimal und in der Herstellung kostengünstig der Beanspruchung hinsichtlich Temperatur und der Art des zu fördernden Mediums angepaßt ist.The penetration of radial compressors into ever new areas of application and also the integration of various compression processes in a common compressor housing mean that the stresses on the shaft parts on which the impellers are detachably arranged are very different in terms of temperature and attack of the medium to be conveyed. who are not charged with it. For example, in the case of an LNG compressor (LNG = L iquid N atural G as), the compressor blades must be made of tough low-temperature steel (e.g. 9% nickel steel) so that they still have sufficient toughness even at low temperatures. On the other hand, the pinion shaft driving the impeller must meet the technical requirements. In particular, the gearwheel element is usually made of an alloyed tempering steel with a view to sufficient fatigue strength and flank strength, the surface of which is hardened in the flank area. The problem of choosing the right material arises in the already mentioned LNG compressor in that on the back of the impeller, in particular during standstill and in the start-up phase, part of the wave range is also exposed to the frozen gas. As a remedy, both the impeller and the subsequent shaft part could be made in one piece from a low-temperature-resistant steel. The production, however, requires a great deal of machining, since the external dimensions of the impeller determine the size of the block to be machined. Alternatively, it would be conceivable to also manufacture the gear element from this steel. However, this creates difficulties because the low-temperature steel does not have sufficient strength or hardness and the usual hardening processes such as flame hardening or nitriding cannot be used. In order to approximately compensate for the lower strength, one would have to build the gear element correspondingly larger, and the entire gear part would thus become very large in terms of construction, with all the disadvantages that result from it. But even with this solution, the problem of the reduced flank load capacity of the gear element made from such a steel remains due to the lower carbon content.
The object of the invention is a for high speeds of at least 15,000 rpm. preferably more than 20,000 rpm. Specify suitable and a one-piece gear element having heavy-duty pinion shaft for a geared turbo machine, which is structurally optimal and inexpensive to manufacture adapted to the stress with regard to temperature and the type of medium to be conveyed.
Diese Aufgabe wird mit dem im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmal gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Bestandteil von Unteransprüchen.This object is achieved with the feature specified in the characterizing part of
Die optimale Anpassung an die im jeweiligen Bereich der Ritzelwelle auftretende Beanspruchung wird in der Weise erreicht, daß das Wellenteil, an dessen freiem Ende das Laufrad lösbar angeordnet ist, als separates Teil ausgebildet und mit dem Zahnradelement verbunden ist. Dabei wird der Werkstoff für das Wellenteil so gewählt, daß es der auftretenden Beanspruchung gerecht wird. Im Falle des bereits erwähnten LNG-Kompressors würde ein tieftemperaturbeständiger Stahl für das Wellenteil verwendet werden. Im Falle der Verdichtung von stark erwärmten Gasen würde man das Wellenteil aus einem hochwarmfesten Stahl fertigen. Bei einer Verdichtung von Gasen, die mit Säuren durchsetzt sind, bietet es sich an, einen besonders korrosionsbeständigen Werkstoff für das Wellenteil einzusetzen.The optimal adaptation to the stress occurring in the respective area of the pinion shaft is achieved in such a way that the shaft part, at the free end of which the impeller is detachably arranged, is designed as a separate part and is connected to the gear element. The material for the shaft part is chosen so that it meets the stresses that occur. In the case of the LNG compressor already mentioned, a low-temperature resistant steel would be used for the shaft part. In the case of compression of strongly heated gases, the shaft part would be made from a high-temperature steel. When compressing gases that are mixed with acids, it makes sense to use a particularly corrosion-resistant material for the shaft part.
Der Vorteil der vorgeschlagenen Verbundtechnik ist darin zu sehen, daß das Zahnradelement weiterhin aus einem bekannten oberflächenhärtbaren Vergütungsstahl gefertigt wird und für das mit dem zu fördernden Medium direkt in Berührung kommende Wellenteil einschließlich des darauf angeordneten Laufrades ein der Beanspruchung gerecht werdender Werkstoff gewählt wird. Bei dieser Lösung kann das Zahnradelement und das gesamte Getriebeteil weiterhin klein gebaut werden und das damit verbundene Wellenteil kann ebenfalls optimal ausgelegt werden, da bezüglich der Wahl des Werkstoffes keine Einschränkung hinsichtlich getriebetechnischer Überlegungen erforderlich ist.The advantage of the proposed composite technology can be seen in the fact that the gear element is still made from a known surface-hardening heat-treatable steel and a material that meets the stress is selected for the shaft part that comes into direct contact with the medium to be conveyed, including the impeller arranged on it. With this solution, the gear element and the entire gear part can still be made small, and the shaft part connected with it can also be optimally designed, since no restrictions with regard to gear technology considerations are required with regard to the choice of material.
Für die Verbindung Wellenteil mit Zahnradelement gibt es verschiedene Lösungsmöglichkeiten. Beispielsweise kann eine Schrumpfverbindung und/oder Polygonverbindung vorgesehen werden. Das Laufrad könnte in diesem Falle über einen kegeligen Preßverband mit dem Wellenteil verbunden werden.There are various possible solutions for connecting the shaft part to the gear element. For example, a shrink connection and / or polygon connection can be provided. In this case, the impeller could be connected to the shaft part via a tapered interference fit.
Eine weitere Variante besteht darin, beide Enden des Wellenteils mit einer Hirth-Verbindung und die daran anschließenden Bereiche des Zahnradelementes und des Laufrades ebenfalls mit einer komplementär dazu ausgebildeten Hirth-Verzahnung zu versehen. Zur Verspannung der Elemente gegeneinander wird eine durch das Laufrad und das Wellenteil sich erstreckende Dehnschraube im Zahnradelement verankert. Das Zahnradelement weist dazu im Endenbereich eine Gewindebohrung auf, in die die Dehnschraube eingreifen kann. Das andere freie Ende der Dehnschraube hat ebenfalls einen Gewindeabschnitt, so daß eine darauf aufschraubbare Mutter das Laufrad und das Wellenteil gegen das Zahnradelement verspannen kann.Another variant consists in providing both ends of the shaft part with a Hirth connection and the adjoining regions of the gearwheel element and the impeller also with a complementary Hirth toothing. To brace the elements against each other, an expansion screw extending through the impeller and the shaft part is anchored in the gear element. To this end, the gearwheel element has a threaded bore in the end region, into which the expansion screw can engage. The other free end of the expansion screw also has a threaded section so that a nut that can be screwed onto it can clamp the impeller and the shaft part against the gear element.
Die vorgeschlagene Anordnung hat aber den Nachteil, daß die Dehnschraube im Falle eines LNG-Kompressors ebenfalls aus einem tieftemperaturbeständigen Stahl gefertigt werden muß und wegen der geringeren Festigkeit nur ein geringeres Anzugsmoment Übertragen kann. Die Hirth-Verbindung muß auf beiden Seiten einbaufertig hergestellt werden, was bei Berücksichtigung der Herstelltoleranzen zu Winkelabweichungen in der Achslage führen kann. Aus diesem Grunde wird weiterbildend vorgeschlagen auch die Dehnschraube zu teilen. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die die Elemente Wellenteil und Zahnradelement verbindende Dehnschraube aus einem hochfesten vergütungsstahl gefertigt werden kann, da dieser Bereich mit dem tiefgekühlten Gas nicht in Berührung kommt. Von weiterem Vorteil ist, daß nach dem Verbinden von Wellenteil und Zahnradelement die Hirth-Verbindung zwischen Laufrad und Wellenteil passend eingeschliffen werden kann. Eine Addition von Fertigungstoleranzen der beiden Hirth-Verbindungen hinsichtlich Form- und Lagetoleranzen ist dadurch ausgeschlossen.However, the proposed arrangement has the disadvantage that the expansion screw in the case of an LNG compressor must also be made of a low-temperature-resistant steel and, because of the lower strength, can only transmit a lower tightening torque. The Hirth connection must be made ready for installation on both sides, which can lead to angular deviations in the axis position if the manufacturing tolerances are taken into account. For this reason, the expansion screw is also proposed to be further developed. This arrangement has the advantage that the expansion screw connecting the elements shaft part and gear element can be manufactured from a high-strength heat-treatable steel, since this area does not come into contact with the frozen gas. Another advantage is that after connecting the shaft part and gear element Hirth connection between the impeller and shaft part can be ground appropriately. An addition of manufacturing tolerances of the two Hirth connections with regard to shape and position tolerances is excluded.
In der Zeichnung wird anhand einiger Ausführungsbeispiele die erfindungsgemäße Ritzelwelle näher erläutert.In the drawing, the pinion shaft according to the invention is explained in more detail using some exemplary embodiments.
Es zeigen:
Figur 1- im Längsschnitt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ritzelwelle,
Figur 2- im Längsschnitt eine weitere Ausführungsform,
Figur 3- ähnlich wie
Figur 2, jedoch mit einer geteilten Dehnschraube.
- Figure 1
- in longitudinal section a first embodiment of the pinion shaft according to the invention,
- Figure 2
- another embodiment in longitudinal section,
- Figure 3
- Similar to Figure 2, but with a split expansion screw.
In Figur 1 ist skizzenhaft in einem Längsschnitt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ritzelwelle beispielsweise eines Getriebeverdichters dargestellt. Sie besteht aus einem Zahnradelement 1, das eine mit einem Zahnrad des Getriebes (hier nicht dargestellt) kämmende Verzahnung 2 aufweist. Daran schließt sich ein Wellenstück 3 an, das als Lager 4 ausgebildet ist. Das aus einem anderen Werkstoff hergestellte Wellenteil 5 ist beispielsweise mittels einer Schrumpfverbindung mit dem Zahnradelement 1 verbunden. Damit auch große Kraftmomente übertragen werden können, ist es bekannt, den Endbereich 6 des Wellenteils 5 als Polygon auszubilden. Der diesen Bereich 6 umfassende Endbereich 7 des Wellenstückes 3 würde in einem solchen Fall ebenfalls ein komplementär dazu ausgebildetes Innenpolygon aufweisen. Das Laufrad 8 ist über einen hier nur angedeuteten Kegelsitz 9 mit dem Wellenteil 5 verbunden. Die für einen sicheren Sitz erforderliche Verspannung wird durch die auf dem Gewindeteil 10 des Wellenteiles 5 aufgeschraubte Mutter 11 erzeugt. Durch die Pfeile 12, 13 im Laufrad 8 wird die Strömungsrichtung des zu verdichtenden Mediums gekennzeichnet. Im Falle eines Turbinenrades haben die Pfeile 12,13 eine entgegengesetzte Richtung. Der absteigende Pfeil 14 soll andeuten, daß insbesondere beim Stillstand und während der Anfahrphase, wenn das zu fördernde Medium noch keine oder nur eine geringe Temperaturerhöhung erfahren hat, das zu fördernde Medium auch in den Wellenteil 5 gelangen kann. Dies bedeutet bei einem LNG-Kompressor, daß auch das Wellenteil 5 mit dem kalten Gas beaufschlagt wird und deshalb dieses Teil 5 ebenfalls wie das Laufrad 8 aus einem kaltzähen Stahl gefertigt werden muß, um auch bei diesen tiefen Temperaturen noch eine ausreichende Zähigkeit zu haben. Das separat hergestellte zahnradelement 1 kann dagegen in bekannter Weise aus einem Vergütungsstahl hergestellt werden, der im Hinblick auf die getriebetechnischen Anforderungen optimiert ist.FIG. 1 shows a sketch of a first embodiment of the pinion shaft according to the invention, for example a gear compressor, in a longitudinal section. It consists of a
In Figur 2 ist in einem vergleichbaren Längsschnitt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ritzelwelle dargestellt, wobei für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet worden sind. Im Unterschied zur Ausführungsform gemäß Figur 1 weist das Wellenteil 16 an beiden Enden 17, 18 eine Hirth-Verzahnung auf. Der Endbereich 19 des Wellenstückes 25 des Zahnradelementes 20 sowie der Endenbereich 21 des Laufrades 22 sind vergleichbar ausgebildet, so daß die Hirth-Verzahnungen ineinander greifen können. Damit die Teile 16, 20, 22 gegeneinander verspannt werden können, greift eine Dehnschraube 23 durch eine Bohrung des Laufrades 22 und des Wellenteiles 16. Der rechtsliegende Gewindeabschnitt 24 der Dehnschraube 23 ist in einer im Wellenstück 25 angeordneten Gewindebohrung einschraubbar. Der linksliegende Gewindeabschnitt 26 der Dehnschraube 23 ragt über den Stirnbereich 27 des Laufrades 22 hinaus. Mittels einer auf diesem Gewindeabschnitt 26 aufschraubbaren Mutter 28 werden die Teile 16, 20, 23 gegeneinander verspannt.FIG. 2 shows a second embodiment of the pinion shaft according to the invention in a comparable longitudinal section, the same reference numerals being used for the same parts. In contrast to the embodiment according to FIG. 1, the
Figur 3 zeigt eine ähnliche Anordnung wie Figur 2, jedoch mit einer geteilten Dehnschraube. Zur Vereinfachung wurden auch hier für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet. Im Unterschied zur Ausführungsform gemäß Figur 2 ist die das Wellenteil 16, Laufrad 22 und Zahnradelement 20 miteinander verbindende Dehnschraube geteilt. Die eine aus einem üblichen Vergütungsstahl gefertigte Dehnschraube 30 erstreckt sich vom Zahnradelement 20 über die rechts angeordnete Hirth-Verzahnung 18 hinweg bis in den Wellenteil 16. Die zweite Dehnschraube 31, die im Falle eines LNG-Kompressors ebenfalls aus einem kaltzähen Stahl gefertigt ist, erstreckt sich vom Wellenteil 16 über die links angeordnete Hirth-Verzahnung 17 hinweg bis in den stirnseitigen Bereich 27 des Laufrades 22.
Zwischen den beiden Dehnschrauben 30,31 befindet sich ein Isolierelement 32, beispielsweise aus PTFE. Die die beiden Dehnschrauben 30,31 miteinander verbindende Zugmutter 33 ist hier nur andeutungsweise dargestellt. Auf die Vorteile, die sich aus dieser Anordnung ergeben, ist in der Beschreibung schon hingewiesen worden, so daß sich eine Wiederholung hier erübrigt.Figure 3 shows a similar arrangement as Figure 2, but with a split expansion screw. To simplify matters, the same reference numerals have been used for the same parts. In contrast to the embodiment according to FIG. 2, the expansion screw connecting the
An insulating
Claims (9)
dadurch gekennzeichnet,
daß das Wellenteil (5, 16) als separates Teil ausgebildet und mit dem Wellenbereich (3, 25) des aus einem oberflächenhärtbaren Vergütungsstahl hergestellten Zahnradelementes (1, 20) verbunden ist, wobei derr für das Wellenteil (5, 16) verwendete Werkstoff der auftretenden Beanspruchung hinsichtlich Temperatur und Art des zu verdichtenden Mediums angepaßt ist.Pinion shaft for a geared turbo machine with a one-piece gear element whose adjoining area merging into a shaft is designed as a bearing point and an adjoining shaft part, at the free end of which an impeller can be detachably arranged,
characterized,
that the shaft part (5, 16) is formed as a separate part and is connected to the shaft region (3, 25) of the gear element (1, 20) made from a surface-hardenable heat-treatable steel, the material used for the shaft part (5, 16) of the occurring Strain is adapted to the temperature and type of the medium to be compressed.
dadurch gekennzeichnet,
daß das Wellenteil (5, 16) aus einem tieftemperaturbeständigen Werkstoff besteht.Pinion shaft according to claim 1,
characterized,
that the shaft part (5, 16) consists of a low-temperature resistant material.
dadurch gekennzeichnet,
daß das Wellenteil (5, 16) aus einem hochwarmfesten Werkstoff besteht.Pinion shaft according to claim 1,
characterized,
that the shaft part (5, 16) consists of a highly heat-resistant material.
dadurch gekennzeichnet,
daß das Wellenteil (5, 16) aus einem besonders korrosionsbestäntigen Werkstoff besteht.Pinion shaft according to claim 1,
characterized,
that the shaft part (5, 16) consists of a particularly corrosion-resistant material.
dadurch gekennzeichnet,
daß das Wellenteil (5) eine Bohrung aufweist, durch die eine das Wellenteil (5) mit dem Wellenbereich (3, 25) des Zahnradelementes (1, 20) verbindende Dehnungsschraube (23) hindurchgreift.Pinion shaft according to claims 1 to 4,
characterized,
that the shaft part (5) has a bore through which the shaft part (5) with the shaft region (3, 25) of the gear element (1, 20) connecting expansion screw (23) passes through.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verbindung Wellenteil (5) mit dem Wellenbereich (3) des Zahnradelementes (1) eine Schrumpfverbindung ist.Pinion shaft according to claims 1 to 4,
characterized,
that the connection shaft part (5) with the shaft region (3) of the gear element (1) is a shrink connection.
dadurch gekennzeichnet,
daß das Ende des Wellenbereiches (3) des Zahnradelementes (1) ein Innenpolygon (7) und der diesem Bereich zugewandte Endenbereich (6) des Wellenteiles (5) ein komplementär dazu ausgebildetes Polygon aufweist.Pinion shaft according to claim 6,
characterized,
that the end of the shaft area (3) of the gear element (1) has an inner polygon (7) and the end area (6) of the shaft part (5) facing this area has a complementary polygon.
dadurch gekennzeichnet,
daß das Wellenteil (16) an beiden Enden eine an sich bekannte Hirth-Verzahnung (17,18) aufweist, die in entsprechende Hirth-Verzahnungen der Endenbereiche (19,21), des Wellenstückes (25), des Zahnradelementes (20) und des Laufrades (22) eingreifen und eine durch das Laufrad (22) und des Wellenteiles (16) sich erstreckende und zwei Gewindeabschnitte (24,26) aufweisende Dehnschraube (23) im Wellenstück (25) des Zahnradelementes (20) verankert ist und mittels einer auf der Laufradseite (27) auf dem Gewindeteil (26) der Dehnschraube (23) aufschraubbaren Mutter (28) das Wellenteil (16) und das Laufrad (22) gegen das Wellenstück (25) des Zahnradelementes (20) verspannbar ist.Pinion shaft according to claims 1 to 4,
characterized,
that the shaft part (16) has a known Hirth serration (17, 18) at both ends, which in corresponding Hirth serrations of the end regions (19, 21), the shaft piece (25), the gear element (20) and the Engage the impeller (22) and an expansion screw (23) which extends through the impeller (22) and the shaft part (16) and has two threaded sections (24, 26) is anchored in the shaft piece (25) of the gear element (20) and by means of one the impeller side (27) on the threaded part (26) of the expansion screw (23) screwable nut (28) the shaft part (16) and the impeller (22) can be clamped against the shaft piece (25) of the gear element (20).
dadurch gekennzeichnet,
daß die Dehnschraube geteilt (30,31) ist und die eine Dehnschraube (30) vom Zahnradelement (20) bis in den Wellenteil (16) und die zweite (31) vom Wellenteil (16) bis zum Stirnbereich (27) des Laufrades (22) sich erstreckt und die Verspannung des Wellenteiles (16) gegen das Zahnradelement (20) durch eine zugmutter (33) erfolgt, die mit den beiden einander gegenüberliegenden Gewindeabschnitten der beiden Dehnschrauben (30,31) im Eingriff ist und deren äußerer Durchmesser etwas geringer ist als der innere Durchmesser des Wellenteiles (16).Pinion shaft according to claim 8,
characterized,
that the expansion screw is divided (30, 31) and the one expansion screw (30) from the gear element (20) to the shaft part (16) and the second (31) from the shaft part (16) to the end region (27) of the impeller (22 ) extends and the bracing of the shaft part (16) against the gear element (20) by a tension nut (33) which engages with the two opposite threaded sections of the two expansion screws (30, 31) and whose outer diameter is slightly smaller than the inner diameter of the shaft part (16).
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4220127 | 1992-06-17 | ||
DE4220127A DE4220127C1 (en) | 1992-06-17 | 1992-06-17 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP0575017A1 true EP0575017A1 (en) | 1993-12-22 |
EP0575017B1 EP0575017B1 (en) | 1997-06-18 |
Family
ID=6461399
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP93250128A Expired - Lifetime EP0575017B1 (en) | 1992-06-17 | 1993-05-06 | Turbo-machine |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0575017B1 (en) |
DE (2) | DE4220127C1 (en) |
NO (1) | NO305260B1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19627346C1 (en) * | 1996-07-01 | 1997-11-20 | Mannesmann Ag | Device for releasably attaching an impeller to a turbomachine |
FR2832177A1 (en) * | 2001-11-15 | 2003-05-16 | Atlas Copco Energas | Expansion turbine rotor for low-temperature operation has rotor fitted to shaft by spindle and nut with insulated cap |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009015862A1 (en) | 2009-04-01 | 2010-10-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Gear compressor rotor for cold gas applications |
DE102010040288A1 (en) * | 2010-09-06 | 2012-03-08 | Siemens Aktiengesellschaft | Rotor for radial flow machine, has intermediate element that is arranged between symmetric surface of shaft and impeller |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH288842A (en) * | 1951-02-13 | 1953-02-15 | Sulzer Ag | Gas turbine for high temperature working fluid. |
DE892402C (en) * | 1940-04-14 | 1953-10-08 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Storage for gas turbine runner with heat protection |
GB866710A (en) * | 1956-09-06 | 1961-04-26 | Birmingham Small Arms Co Ltd | Improvements in or relating to elastic-fluid turbines |
DE1199055B (en) * | 1961-03-03 | 1965-08-19 | Austin Motor Co Ltd | Runner for current machines |
DE1935268A1 (en) * | 1968-07-24 | 1970-04-16 | Man Turbo Gmbh | Device and method for producing the device for transmitting the torque between a turbine rotor and a gearbox |
US3874824A (en) * | 1973-10-01 | 1975-04-01 | Avco Corp | Turbomachine rotor assembly |
FR2279972A1 (en) * | 1974-07-27 | 1976-02-20 | Motoren Turbinen Union | CONNECTION DEVICE BETWEEN TREES |
DE2510287A1 (en) * | 1975-03-08 | 1976-09-16 | Motoren Turbinen Union | Ceramic rotor for gas turbines compressor unit - in which cold compressor air cools turbine lubricant |
DE2559172A1 (en) * | 1975-12-30 | 1977-07-14 | United Turbine Ab & Co | Gas turbine plant with two turbine impellers - has first turbine wheel under-dimensioned and manufactured from ceramic material |
WO1990006420A1 (en) * | 1988-12-06 | 1990-06-14 | Allied-Signal Inc. | High temperature turbine engine structure |
-
1992
- 1992-06-17 DE DE4220127A patent/DE4220127C1/de not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-05-03 NO NO931605A patent/NO305260B1/en unknown
- 1993-05-06 EP EP93250128A patent/EP0575017B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-05-06 DE DE59306767T patent/DE59306767D1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE892402C (en) * | 1940-04-14 | 1953-10-08 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Storage for gas turbine runner with heat protection |
CH288842A (en) * | 1951-02-13 | 1953-02-15 | Sulzer Ag | Gas turbine for high temperature working fluid. |
GB866710A (en) * | 1956-09-06 | 1961-04-26 | Birmingham Small Arms Co Ltd | Improvements in or relating to elastic-fluid turbines |
DE1199055B (en) * | 1961-03-03 | 1965-08-19 | Austin Motor Co Ltd | Runner for current machines |
DE1935268A1 (en) * | 1968-07-24 | 1970-04-16 | Man Turbo Gmbh | Device and method for producing the device for transmitting the torque between a turbine rotor and a gearbox |
US3874824A (en) * | 1973-10-01 | 1975-04-01 | Avco Corp | Turbomachine rotor assembly |
FR2279972A1 (en) * | 1974-07-27 | 1976-02-20 | Motoren Turbinen Union | CONNECTION DEVICE BETWEEN TREES |
DE2510287A1 (en) * | 1975-03-08 | 1976-09-16 | Motoren Turbinen Union | Ceramic rotor for gas turbines compressor unit - in which cold compressor air cools turbine lubricant |
DE2559172A1 (en) * | 1975-12-30 | 1977-07-14 | United Turbine Ab & Co | Gas turbine plant with two turbine impellers - has first turbine wheel under-dimensioned and manufactured from ceramic material |
WO1990006420A1 (en) * | 1988-12-06 | 1990-06-14 | Allied-Signal Inc. | High temperature turbine engine structure |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19627346C1 (en) * | 1996-07-01 | 1997-11-20 | Mannesmann Ag | Device for releasably attaching an impeller to a turbomachine |
FR2832177A1 (en) * | 2001-11-15 | 2003-05-16 | Atlas Copco Energas | Expansion turbine rotor for low-temperature operation has rotor fitted to shaft by spindle and nut with insulated cap |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0575017B1 (en) | 1997-06-18 |
DE4220127C1 (en) | 1993-09-16 |
NO931605D0 (en) | 1993-05-03 |
DE59306767D1 (en) | 1997-07-24 |
NO305260B1 (en) | 1999-04-26 |
NO931605L (en) | 1993-12-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE4001379C2 (en) | pump impeller | |
DE3619063C2 (en) | ||
DE3705017A1 (en) | DRIVE SHAFT KIT FOR A MOTOR VEHICLE WITH A CROSS-MOTOR | |
DE1931300A1 (en) | Coupling connection for rotating parts, such as rings of ball bearings or the like. | |
EP1024081A2 (en) | Blade root for propellers and rotor blades | |
EP1676980B1 (en) | Turbocharger with variable geometry turbine | |
DE2157328A1 (en) | Gear divided into a number of segments | |
WO2022049055A1 (en) | Electric bicycle drive unit fastening assembly | |
DE102004008538B4 (en) | Differential with a bolt mounting assembly | |
DE202019005800U1 (en) | Two-piece high-strength screw | |
DE20200241U1 (en) | roller bearing | |
DE102010039889A1 (en) | Device for torque-transmitting, releasable fixing of compressor wheel to drive shaft of turbo machine, has tubular-shaped fitting clamp having inner and outer surfaces which are formed in circumferential direction with constant curvature | |
EP1489263B1 (en) | Turbocharger shaft-hub connection | |
DE4220127C1 (en) | ||
DE3005058A1 (en) | Radial turbine rotor with reduced moment of inertia - achieved by using hollow rotor hub engaging shaft via teeth allowing radial movement | |
DE602004009244T2 (en) | drive shaft | |
DE102019109454B4 (en) | Output part for a pulley decoupler and corresponding pulley decoupler | |
DE1775336C3 (en) | Bearing arrangement | |
DE2101646B2 (en) | Rotor for the compressor of a gas turbine engine | |
DE102006041719B4 (en) | Ball screw nut and method for its production | |
DE102019111153A1 (en) | Actuator for rear-axle steering of a vehicle and rear-axle steering with such an actuator | |
DE102015209642A1 (en) | Screw connection and rotor for an exhaust gas turbocharger | |
DE10144979C5 (en) | Gearbox shafts and process for their manufacture | |
DE102017217311A1 (en) | Gear shaft arrangement for a planetary gear | |
EP1043486B1 (en) | Crank shaft for an internal combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012 |
|
AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): CH DE FR GB IT LI NL |
|
17P | Request for examination filed |
Effective date: 19931124 |
|
17Q | First examination report despatched |
Effective date: 19950317 |
|
GRAG | Despatch of communication of intention to grant |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA |
|
GRAH | Despatch of communication of intention to grant a patent |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA |
|
GRAH | Despatch of communication of intention to grant a patent |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA |
|
GRAA | (expected) grant |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210 |
|
AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: B1 Designated state(s): CH DE FR GB IT LI NL |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: GB Effective date: 19970618 |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: CH Ref legal event code: EP |
|
REF | Corresponds to: |
Ref document number: 59306767 Country of ref document: DE Date of ref document: 19970724 |
|
ITF | It: translation for a ep patent filed | ||
ET | Fr: translation filed | ||
GBV | Gb: ep patent (uk) treated as always having been void in accordance with gb section 77(7)/1977 [no translation filed] |
Effective date: 19970618 |
|
PLBE | No opposition filed within time limit |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261 |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: LI Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES Effective date: 19980531 Ref country code: CH Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES Effective date: 19980531 |
|
26N | No opposition filed | ||
REG | Reference to a national code |
Ref country code: CH Ref legal event code: PL |
|
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: NL Payment date: 20080516 Year of fee payment: 16 Ref country code: DE Payment date: 20080721 Year of fee payment: 16 |
|
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: IT Payment date: 20080528 Year of fee payment: 16 |
|
NLV4 | Nl: lapsed or anulled due to non-payment of the annual fee |
Effective date: 20091201 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: NL Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES Effective date: 20091201 |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: FR Ref legal event code: ST Effective date: 20100129 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: FR Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES Effective date: 20090602 |
|
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: FR Payment date: 20080516 Year of fee payment: 16 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: DE Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES Effective date: 20091201 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: IT Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES Effective date: 20090506 |