JPS60129426A - 軸継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分骨 本発明は、２つの回転する機械軸、たとえばタービン及
び発電機の軸を結合するための軸継手であって、軸の両
端部にそわぞれ１つの継手フランジを有していて、該継
手フランジが継手どルトによって互いに整合されて結合
されている形式のものに関する。

従来の技術 剛性の継手において、たとえば駆動される機械における
損傷時によつ・て制限されて、軸にねじれ破損が生じ、
このことによってなお回転する軸が変位されかつ投げ飛
ばされてしまう。

発明の課題 本発明の課題は、軸がねじｇ破損したさいに、破損した
軸によって追従される損傷が回避されるような軸継手を
提供することである。

課題を解決するための手段 前述の課題を解決するために講じた手段は、一方の軸端
部が、継手フランジの外側に予定破断個所を備えており
、さらに一方の継手フランジに案内部材が固定されてお
シ、該案内部材が、予定破断個所の軸方向長さより長く
延びていることである。

さらに本発明による構成は、つかみピンを有する形式と
、つかみリングを有する形式との２つの実施態様がある
。

特許請求の範囲第２項から第牛項までに記載されたつか
み一ンを有する実施態様は構成上簡単である。とりわけ
特許請求の範囲第３項記載の実施態様では、付加的な部
材が最少限にさ朴ており、軸方向の組立てのために充分
なスペースが存在するばあいに有利である。

これに対して特許請求の範囲第牛項の実施態様のばあい
には、スペース要求がわずかであシ、かつとりわけ両方
の機械が直接ではなく、中間軸を介して連結されている
ばあいに後からの組込みが可能である。

ピン端部が予定破断個所の後方まで達しているので、軸
基部が破損したさいには、このようなピン端部によって
案内されかつ所定の位置に保持されることができる。こ
のことにより、破損さｔた軸部分が変位することを特徴
する特許請求の範囲第５項から第７項までのつかみピン
を有する実施態様は、軸内に特別の孔を形成する必要が
ない。つかみリングは、このリングに課せられる要求を
あまり制限せずに設計される。なぜならば、つかみリン
グの外径は継手フランジ直径に相応するからである。し
かも予定破断個所が無関係に設計される。

特許請求の範囲第６項記載の実施態様により、つかみリ
ングと軸との間に軸方向で分割さ扛たブツシュを配置す
ることによって、つかみリングのための大きな嵌合正確
性はほとんど必要でなくなるという利点が得られる。さ
らに、軸が軸フランジを有している実施態様においては
、軸方向で分割された付加的なブツシュは必要でない。

このような実施態様のばあいには、つかみリングが軸フ
ランジ上に位置していてかつ予定破断個所を被っている
。原動機と駆動される機械との間に中間軸を使用するば
あいには、予定破断個所は中間軸に形成される。

両方の実施態様は、予定破断個所を有する周知の中間軸
を備えた装置のばあいに提供される６所定の予定破断個
所で中間軸が破損するばあいには、つかみリングによっ
てやはシ、機械の危険のない惰力運転が保証されかつ追
従する損傷が避けられる。さらに、あまシ時間をかけず
に新しい中間軸を組込むことができるので、装置の停止
時間が著しく短縮される。

軸もしくは中間軸と同じ材料から成るつかみリングの製
造は、以下のステップで行なわれる：予め備え付けられ
たリング状材料を有する鍛造素材から、回転作業中につ
かみリングが切離される。このばあい失われた材料は、
つかみリングの組立て時に軸方向で分割されたブツシュ
によって、つかみリングと軸との間にブツシュを差し込
み、とのさい軸上の予定破断個所を完全に被うよう々形
式で補償される。

軸フランジを有する軸のばあいには、つかみリングは軸
の鍛造素材から、つかみリングの内径が軸フランジの直
径に相応するように切離される。このことによって、軸
フランジへのつかみリングの嵌合の正確々載着が得られ
る。

特許請求の範囲第８項の実施態様によシ摩擦個所におけ
る非常運転特性を得るために、互いに異々る材料対が設
けられている。要するにたとえばつかみビンを有する実
施態様のばあ（・には、つかみビンの運転面の外周面が
銅化合物によって被覆されており、これに対して軸内の
孔の内周面が軸材料すなわち被覆されない鋼から成って
いると有利である。軸フランジ上に載着されるつかみリ
ングを有する実施態様のばあいには、やはりつかみリン
グの内周面が銅化合物によって被覆されておシ、これに
対して軸フランジが一般的な鋼表面を有している。軸方
向で分割されたブツシュを配置するばあいには、ブツシ
ュが銅化合物から成っており、つかみリングが軸の鋼か
ら形成されており、このばあい分割されたブツシュは、
２つの鋼表面の間、つまり軸とつかみリングとの間に配
置されている。

しかも、銅化合物の代わりに、青銅化合物あるいは非常
運転特性を与える別の材判組合わせを使用することがで
きる。

第１実施例 第１図において、符号ｌは原動機、たとえばガスタービ
ンの軸を示し、この軸の軸端が継手フランジ２を備えて
いる。駆動される機械の軸３が継手フランジ２ａを有し
ている。両方の継手フランジ２，２ａが孔６を有してい
て、がっ拡開可能なスリーブ５内に案内される継手ｄ？
ルト午によって互いにねじ結合されている。継手フラン
ジ２，２ａの端面側には、軸１．３を必定めするために
それぞれ１つの受容部１０が設けられている。両方の継
手フランジ２，２．ａの間には、受容部１０ａを有する
付加的なフランジ部分７が配置されており、このフラン
ジ部分もや、はシ継手ｆルト牛によって継手フランジ２
．２ａと結合されている。フランジ部分７が中央につか
みビン８を有しており、このつかみビンが軸３の軸方向
の孔９に係合しかつｆン端部１２が孔９内にほとんど遊
び々しに侵入する。

つかみビン８のピン端部１２が運転面１６を有していて
、該運転面が軸方向の孔９０対向面と協働する。軸３に
おいて継手フラン−）２ａの前方に予定破断個所１１が
設けられている。ビン端部１２の、軸方向の孔９と合致
する部分が、予定破断個所１１の軸方向長さよシ長く駆
動される機械の方へ延びている。　− ビン端部１２は、非常運転特性を得るために、軸方向の
孔９の対向面との接触面（摩擦個所）において非常運転
特性を有する材料によって被覆されている。このために
、銅化合物又は青銅化合物を使用することができる。軸
破断時に生じる、軸方向孔９の面とビン端部１２の運転
面１６との間の摩擦圧接を阻止する、ビン端部１２の全
ての別の被覆も可能である。

軸３の軸方向組立てのための充分々スペースが存在する
装置のばあいには、つかみビン８を直接継手フランジ２
に設けることができる。このことによって付加的なフラ
ンジ部分７を省略することができ、かつ継手フランジ２
，２ａを直接互いにねじ結合することができる。

軸系（１，２，２ａ、３〕に過剰の負荷ががかるさいに
、本発明による構成では予定破断個所１１において破断
が生じる。軸方向の孔の面に遊びなしに当接しかつ非常
運転特性を有する一ン端部１２の協働によって、破断さ
れた軸３は停止するまでほとんど元の位置にとどまって
いる。軸の変位及びそれに追従する大きな損傷は惹起さ
れない。

第２実施例 第２ａ図による実施例において、原動機の軸１は、第１
図による実施例と類似して駆動される機械の軸３と、継
手フランｕ２．２ａを介して結合されている。軸３が継
手フランジ２ａへの移行部に予定破断個所を有している
。予定破断個所はつかみリング１３によって被われてお
り、このつかみリングの一方端部において継手フランジ
２ａが不動に結合されている。つかみリング１３と軸３
との間において予定破断個所１１をやはり被いかつ軸方
向で分割されたブツシュ１＋が配置されている。

つかみリング１３を製造するばあいには、軸３の継手フ
ランジ２ａと残りの軸部分との間に付加的な環状隆起部
を有する軸３のための鍛造素材から出発する。この環状
隆起部は、外径及び軸方向長さに関してつかみリング１
３にほぼ相応する。軸３は普通の形式ｆ加工される。最
終の作業として、環状隆起部を切離し、継手フラン−）
２ａに締め合わせ次いで継手フランジ２ａにおける軸方
向の孔６と整合する孔を形成する。

第３実施例 第２ｂ図による実施例では、軸３が軸フランジ１５を有
している。軸フランジ１５と継手フラン−）２ａとの間
に予定破断個所が設けられている。つかみリング１３は
、その一方の端部が継手フランジ２ａと不動に結合され
ていて、かつ他方の端部が軸フランジ１５に支持さ２す
るように配置されている。このことによって、予定破断
個所は、その軸方向の全長さにおいてつかみリング１３
によって被われている。このような実施例においてつか
みリング１３を製造するばあいには、軸フランジ１５の
近くで軸フランジ１５と残りの軸部分との間に付加的な
環状隆起部を有する軸３のための鍛造素材から出発する
。この環状隆起部は、外径及び軸方向の長さに関してつ
かみリング１３にほぼ相応する。軸３は普通の形式フ加
工される。最終の作業として、環状隆起部を切離し、継
手フランジ２ａに締め合わせ、次いで継手フラン−）２
ａの軸方向の孔６と整合する孔を形成する。このばあい
つかみリング１３は、その内径が軸フランジ１５の外径
よりわずかに大きくなるように軸３から切離され、従っ
てつかみリング１３を軸フラン−）１５を越えて移動さ
せることができ、かつ非常運転特性を得るための被覆を
取付けるための十分な遊びがなお存在している。

運転時に、軸系に予定破断個所において破断を導くよう
な過剰負荷が生じると、両方の実施例（第２ａ図及び第
２ｂ図）においては、つかみリング１３が、装置が停止
するまで破断された軸を、軸の変位ひいてはそれに追従
する広範囲の損傷を生ぜしめることなしに案内する。

軸方向で分割されたブツシュ１４を有するばあいも、軸
フランジ１５を有する構成のばあいも、つかみビン８及
びつかみリング１３の配置は、両方の機械が直接互いに
連結されるのではなく、中間軸を介して連結されるばあ
いにも同じ形式１行なわれる。このばあい、中間軸は原
動機の継手フランジ２と、駆動される機械の継手フラン
ジ（図示せず）との間に配置される。

両方の案内部材の製造は、駆動軸と直接連結される軸と
同じ形式で行なわれる。

発明の効果 本発明の構成により、予定破断個所が、有利には継手フ
ランジの前方の駆動される機械の軸に配置されており、
かつ案内部材が配置されていることＫよって、継手に過
剰負荷ががかるさいに所定の個所が破損するようになっ
ている。

さらに案内部材は軸の変位及びこのことによる費用のか
かる追従による損傷を阻止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はつかみビンを有する本発明による軸継手の縦断
面図、第２ａ図及び第２ｂ図はつかみリングを有する本
発明による軸継手のそれぞれ別の実施例を示す部分縦断
面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．２つの回転する機械軸を結合するための軸継手であ
   って、軸（１，３）の両端部にそれぞれ１つの継手フラ
   ンジ（２，２ａ）を有しティて、該継手フランジが継手
   ヂルト（４）によって互いに整合されて結合されている
   形式のものにおいて、一方の軸端部が、継手フランジ（
   ２ａ）・の外側に予定破断個所（１１）を備えており、
   さらに一方の継手フランジ（２；２ａ）に案内部材（８
   ；１３）が固定されており、該案内部材（８；１３）が
   、予定破断個所（１１）の軸方向長さより長く延びてい
   ることを特徴とする軸継手。 ２、案内部材がビン（８）として形成されており、該ビ
   ンが、一方の軸（１）の継手フランジ（２）に固定され
   ていてかつ他方の軸（３）の軸方向の孔（９）内に侵入
   しており、さらにビン（８）の自由端部に運転面（１６
   ）を有しておシ、この運転面が前記の軸方向の孔（９）
   の対向面と協働するように表っている特許請求の範囲第
   １項記載の軸継手。 ３、　ビン（８）が、一方の軸（１）の継手フランジ（
   ２）と一体に形成されている特許請求の範囲第２項記載
   の軸継手。 会、　ビン（６）が付加的なフランジ部分（７）を有し
   ており、この７ラン一部分が両方の継手フランジ（２，
   ２ａ）の間に締込まれている特許請求の範囲第２項記載
   の軸継手。 ５、案内部材がリング（１３）として形成されており、
   該リングの一方端部が、予定破断個所（１１）を備えた
   軸（３）の継手フランジ（２ａ）と結合されている特許
   請求の範囲第１項記載の軸継手。 ６、　リング（１３）と軸（３）との間に、予定破断個
   所（１１）を被う軸方向で分割されたブツシュ（１４）
   が配置されている特許請求の範囲第５項記載の軸継手。 ７　軸（３）が軸フランジ（１５）を備えており、該軸
   フラン−）（１５）と継手フランジ（２ａ）との間に予
   定破断個所（１１）が位置しており、さらにリング（１
   ３〕の他端部が軸フランジ（１５）に支持されている特
   許請求の範囲第５項記載の軸継手。 ８、案内部材（８；　１３）と軸（３）との摩擦個所に
   おける材料対が非常運転特性を有している特許請求の範
   囲第１項から第７項までの〜・ずれか１項記載の軸継手
   。