WO2014001418A1 - Machine arrangement - Google Patents

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WO2014001418A1
WO2014001418A1 PCT/EP2013/063446 EP2013063446W WO2014001418A1 WO 2014001418 A1 WO2014001418 A1 WO 2014001418A1 EP 2013063446 W EP2013063446 W EP 2013063446W WO 2014001418 A1 WO2014001418 A1 WO 2014001418A1
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WO
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machine
friction element
arrangement according
machine arrangement
flange
Prior art date
Application number
PCT/EP2013/063446
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Inventor
Wolfgang GLÄNTZ
Henning Kern
Horst NIEDERMEYER
Original Assignee
Aktiebolaget Skf
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Publication date
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D1/00—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
    • F16D1/02—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for connecting two abutting shafts or the like
    • F16D1/033—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for connecting two abutting shafts or the like by clamping together two faces perpendicular to the axis of rotation, e.g. with bolted flanges

Definitions

  • the invention relates to a machine arrangement, comprising a first rotating machine part and a second rotating machine part, wherein coupling means are provided for non-rotatably interconnecting the two machine parts, wherein the coupling means rotatably connected to the first machine part first flange portion and a rotationally fixed to the second Having machine part connected second Flanschab- section, wherein the two flange portions are connected to each other with a number of connecting elements.
  • the flange coupling halves are coated with a friction varnish, which in turn is provided with a fine quartz sand, before being joined to obtain high torque transferability.
  • the friction varnish is rolled up on the coupling flanges, sprayed or brushed on and then sprinkled with the quartz sand. After drying the paint, the two coupling flanges are then mounted.
  • the application of the paint layer in new plants is relatively simple. However, process reliability is not completely given. After the first commissioning of the gas turbine or steam turbine and a first defined running time, a revision is required in which the coupling connection is released. After releasing the hitch be connection, however, only a limited divergence of the two coupling flanges is usually possible (often only in the range below 30 mm).
  • the invention is based on the invention, a machine assembly of the type mentioned in such a way that the problems mentioned can be avoided. Accordingly, even in difficult space conditions in a simple manner, the reliability of the clutch can be guaranteed, in particular, the clutch should be solved even when space is tight and again reliably rotatably connected.
  • the solution to this problem by the invention is characterized in that an annular or disk-shaped friction element is arranged between the two flange sections, wherein the friction element consists of a base body which is provided with a hard Cloth layer is provided, and wherein the friction element has a number of through holes for the connecting elements.
  • the main body of the friction element is preferably made of steel.
  • the hard material layer is preferably applied by means of plasma coating.
  • the friction element is according to a preferred embodiment of the invention of a plurality of segments which are composed and which are each formed as a circular ring sector, which extends over a defined peripheral portion of the flange. Preferably between two and eight segments form a circular ring, more preferably six segments.
  • the through bores lying in the edge region of the segment in the circumferential direction are particularly preferably provided with centering means with which the segment can be aligned relative to a flange section or the flange sections.
  • the centering means are formed according to a preferred embodiment as projecting in the axial direction lugs.
  • three lugs are arranged equidistant around the circumference of the through hole.
  • the centering can be inexpensively manufactured by a forming process of the material of the body of the friction element.
  • the first machine part is one shaft of a turbine, in particular a gas turbine or a steam turbine, and the second machine part is the shaft of a generator.
  • the two flange portions are preferably disc-shaped.
  • the connecting means are preferably screws or comparable clamping elements.
  • Such a configured frictional element is very preferably suitable for non-switchable, but highly stressed flange couplings. The choice of the material of the basic body is aligned to the given conditions.
  • the proposed solution offers a very process-reliable connection option.
  • Very advantageous is the very simple disassembly and assembly, especially if the space is very cramped; In this case, the segmented structure has proven very useful.
  • Another advantage is the easy reusability of the friction element.
  • the disc or annular body made of steel is preferably coated with a plasma coating with hard materials.
  • the solution can also be provided for retrofitting in an existing machine arrangement.
  • the proposed centering in the form of centering allow the simple and precise arrangement of the friction element segments between the coupling flanges, wherein the through holes are used in the coupling flanges as orientation. These allow a segment to be centered on the bolt as it passes through the fitting bolts of the bolted connection. This is achieved in an advantageous manner that even at high speed (in a gas turbine, for example, 3,000 rev / min) no harmful imbalances on the flange coupling occur.
  • the proposed invention is thus preferably used as a segmented friction disk in a gas turbine or steam turbine.
  • shafts or hollow shafts can be efficiently connected to one another in a rotationally fixed manner.
  • FIG. 1 shows schematically a machine arrangement with two machine parts connected to one another, wherein these are connected to one another with a coupling means
  • FIG. 2 shows the detail "X" according to FIG. 1 in a sectional view
  • FIG. 3 shows a friction element arranged between two sections of the coupling means, seen in the axial direction of the machine arrangement
  • FIG. 4 shows the segment of the friction element according to FIG. 3 and FIG
  • FIG. 5 shows an enlarged portion of the friction element according to FIG. 4.
  • FIG. 1 schematically shows a machine arrangement 1, which represents a gas turbine with a connected generator.
  • a first machine part 2 in the form of a shaft of the gas turbine is connected to a second machine part in the form of the shaft of the generator.
  • torsionally rigid coupling means 4 are provided.
  • the two machine parts 2 and 3 rotate about an axis whose axial direction is indicated by a.
  • the coupling means 4 have two flange sections 5 and 6, the first flange section 5 fixedly connected to the first machine part 2 and the second flange section 6 to the second machine part 3, z. B. welded, is.
  • Both flange portions 5, 6 have distributed over the circumference a number of through-holes, are plugged into the connecting means 7 in the form of screws, so that the two flange sections 5, 6 can be firmly but detachably connected to each other.
  • a friction element 8 is arranged between the two planar flange sections 5, 6.
  • the friction element 8 is a disc or a ring having a preferably made of steel base body 9, which on its two sides with a hard material layer 10 is coated. This coating can be applied by plasma coating.
  • the thickness of the hard material layer 10 preferably moves in the range between 40 ⁇ and 80 ⁇ , more preferably between 50 ⁇ and 60 ⁇ .
  • the thickness of the friction element 8 is preferably between 1 mm and 5 mm, more preferably between 2 mm and 3 mm.
  • the base body 9 can be produced inexpensively from a steel sheet by laser cutting.
  • the friction element 8 is made up of a number of segments 12, 13, 14, 15, 16, 17, which together form a circular ring (with a small gap possibly remaining between the segments) ensure easy installation).
  • Each segment 12, 13, 14, 15, 16, 17 has a number of through holes 11 for the screws to which the flange sections 5, 6 are connected.
  • FIG. 4 A very advantageous embodiment of the invention is particularly apparent from Figures 4 and 5.
  • centering means 18 are provided on the through-bores 11, which are located in the edge region of the segment when viewed in the circumferential direction. These are nose-shaped projections. This can be done when inserting the bolt portions of the screws 7 an accurate relative positioning of the segment on the flange, so that imbalances can be minimized during operation.
  • a further advantage is that a simple retrofitting of existing systems is possible by the centering means 18; no additional machining is required on the discs for centering (eg dowel pins and screws).

Abstract

The invention relates to a machine arrangement (1), comprising a first rotating machine part (2) and a second rotating machine part (3), wherein coupling means (4) are provided for rotationally conjointly connecting the two machine parts (2, 3) to one another, wherein the coupling means (4) have a first flange section (5) which is connected rotationally conjointly to the first machine part (2) and have a second flange section (6) which is connected rotationally conjointly to the second machine part (3), wherein the two flange sections (5, 6) are connected to one another by means of a number of connecting elements (7). In order that the coupling means can be released and rotationally conjointly connected again in a reliable manner even under constricted installation conditions, the invention provides that an annular or disc-shaped friction element (8) is arranged between the two flange sections (5, 6), wherein the friction element (8) is composed of a main body (9) which is provided with a hard material layer (10), and wherein the friction element (8) has a number of through bores (11) for the connecting elements (7).

Description

B e s c h r e i b u n g  Description
Maschinenanordnung Die Erfindung betrifft eine Maschinenanordnung, umfassend ein erstes rotierendes Maschinenteil und ein zweites rotierendes Maschinenteil, wobei Kupplungsmittel vorhanden sind, um die beiden Maschinenteile drehfest miteinander zu verbinden, wobei die Kupplungsmittel einen drehfest mit dem ersten Maschinenteil verbundenen ersten Flanschabschnitt und einen drehfest mit dem zweiten Maschinenteil verbundenen zweiten Flanschab- schnitt aufweisen, wobei die beiden Flanschabschnitte mit einer Anzahl Verbindungselemente miteinander verbunden sind. The invention relates to a machine arrangement, comprising a first rotating machine part and a second rotating machine part, wherein coupling means are provided for non-rotatably interconnecting the two machine parts, wherein the coupling means rotatably connected to the first machine part first flange portion and a rotationally fixed to the second Having machine part connected second Flanschab- section, wherein the two flange portions are connected to each other with a number of connecting elements.
Bei einer Gasturbine bzw. Dampfturbine mit angeschlossenem Generator sind Wellenelemente vorhanden, die miteinander gekoppelt werden müssen. Die Turbinenwelle wird hierbei zumeist durch eine Flanschkupplung mit der nachgelagerten Generatorwelle verbunden, wofür Schraubverbindungen eingesetzt werden. Hierbei kommen Kupplungselemente der eingangs genannten Art zum Einsatz. In a gas turbine or steam turbine with attached generator shaft elements are present, which must be coupled together. The turbine shaft is in this case usually connected by a flange coupling with the downstream generator shaft, for which screw connections are used. Here are coupling elements of the type mentioned are used.
Die Flanschkupplungshälften werden vor ihrem Zusammenfügen zwecks Erzielung der Übertragbarkeit eines hohen Drehmoments mit einem Reiblack bestrichen, der wiederum mit einem feinen Quarzsand versehen wird. So kann der Reibwert in der Trennfuge erhöht und somit ein höheres Drehmoment nach der Verschraubung der Flanschkupplung übertragen werden. Der Reiblack wird dabei auf den Kupplungsflanschen aufgerollt, aufgesprüht oder aufgestrichen und anschließend mit dem Quarzsand bestreut. Nach dem Trocknen des Lacks werden die beiden Kupplungsflansche dann montiert. Das Aufbringen der Lackschicht bei Neuanlagen ist relativ einfach. Die Prozesssicherheit ist allerdings nicht vollständig gegeben. Nach der ersten Inbetriebnahme der Gasturbine bzw. Dampfturbine und einer ersten definierten Laufzeit ist eine Revision erforderlich, bei der die Kupplungsverbindung gelöst wird. Nach dem Lösen der Kupp lungs Verbindung ist allerdings zumeist nur ein begrenztes Auseinanderfahren der beiden Kupplungsflansche möglich (häufig nur im Bereich unterhalb von 30 mm). The flange coupling halves are coated with a friction varnish, which in turn is provided with a fine quartz sand, before being joined to obtain high torque transferability. Thus, the coefficient of friction in the parting line can be increased and thus a higher torque can be transmitted after screwing the flange coupling. The friction varnish is rolled up on the coupling flanges, sprayed or brushed on and then sprinkled with the quartz sand. After drying the paint, the two coupling flanges are then mounted. The application of the paint layer in new plants is relatively simple. However, process reliability is not completely given. After the first commissioning of the gas turbine or steam turbine and a first defined running time, a revision is required in which the coupling connection is released. After releasing the hitch be connection, however, only a limited divergence of the two coupling flanges is usually possible (often only in the range below 30 mm).
Nunmehr muss mit erheblichem Aufwand der aufgebrachte Reiblack entfernt (abgeschabt) werden. Dieser Arbeitsgang dauert relativ lange und ist entsprechend kostenintensiv. Die vollständige Reinigung der Kupplungsflansche ist nicht immer gewährleistet. Infolge der beengten Platzverhältnisse gestaltet sich der anschließende Neuanstrich der Kupplungsflansche mit dem Reiblack und die Aufbringung des Quarzsandes ebenfalls problematisch. Auch hier kann die Prozesssicherheit der hergestellten Drehverbindung nicht vollständig sichergestellt werden. Now has to be removed with considerable effort, the applied friction varnish (scraped). This operation takes a relatively long time and is correspondingly cost-intensive. The complete cleaning of the coupling flanges is not always guaranteed. Due to the limited space, the subsequent repainting of the coupling flanges with the friction varnish and the application of the quartz sand is also problematic. Again, the process reliability of the rotary joint produced can not be completely ensured.
Ein weiteres Problem bei der vorbekannten Technik ist, dass der Reiblack auch mitunter unregelmäßig abplatzen kann. In diesem Falle müssen die Rest entfernt und der Lack neu aufgetragen werden. Aufgrund der räumlichen Verhältnisse kann der Lack unter den gegebenen Bedingungen nur begrenzt mit einem Pinsel wieder aufgetragen werden; daher ist die aufgebrachte Lackschicht oft ungleichmäßig dick. Dies wiederum beeinträchtigt die Funktion der Kupplung. Entsprechende Kosten und Montageunsicherheiten sind die nachteilige weitere Folge. Another problem with the prior art is that the friction varnish can sometimes flake off irregularly. In this case, the remainder must be removed and the paint repainted. Due to the spatial conditions, the paint can be applied under the given conditions only limited with a brush again; therefore, the applied lacquer layer is often unevenly thick. This in turn affects the function of the clutch. Corresponding costs and installation uncertainties are the disadvantageous further consequence.
Der Erfindung liegt die A u f g a b e zugrunde, eine Maschinenanordnung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass die genannten Probleme vermieden werden können. Demgemäß soll auch bei schwierigen Platzverhältnissen in einfacher Weise die Funktionssicherheit der Kupplung garantiert werden können, insbesondere soll auch bei beengten Einbauverhältnissen die Kupplung gelöst und wieder zuverlässig drehfest verbunden werden können. The invention is based on the invention, a machine assembly of the type mentioned in such a way that the problems mentioned can be avoided. Accordingly, even in difficult space conditions in a simple manner, the reliability of the clutch can be guaranteed, in particular, the clutch should be solved even when space is tight and again reliably rotatably connected.
Die L ö s u n g dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Flanschabschnitten ein ring- oder scheibenförmiges Reibelement angeordnet ist, wobei das Reibelement aus einem Grundkörper besteht, der mit einer Hart- Stoffschicht versehen ist, und wobei das Reibelement eine Anzahl Durchgangsbohrungen für die Verbindungselemente aufweist. The solution to this problem by the invention is characterized in that an annular or disk-shaped friction element is arranged between the two flange sections, wherein the friction element consists of a base body which is provided with a hard Cloth layer is provided, and wherein the friction element has a number of through holes for the connecting elements.
Der Grundkörper des Reibelements besteht bevorzugt aus Stahl. The main body of the friction element is preferably made of steel.
Die Hartstoffschicht ist bevorzugt mittels Plasmabeschichtung aufgebracht. The hard material layer is preferably applied by means of plasma coating.
Das Reibelement besteht gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung aus mehreren Segmenten, die zusammengesetzt sind und die jeweils als Kreisringsektor ausge- bildet sind, der sich über einen definierten Umfangsabschnitt der Flanschabschnitte erstreckt. Dabei bilden bevorzugt zwischen zwei und acht Segmente einen Kreisring, besonders bevorzugt sechs Segmente. The friction element is according to a preferred embodiment of the invention of a plurality of segments which are composed and which are each formed as a circular ring sector, which extends over a defined peripheral portion of the flange. Preferably between two and eight segments form a circular ring, more preferably six segments.
Die in Umfangsrichtung gesehen im Randbereich des Segments liegenden Durchgangsboh- rungen sind besonders bevorzugt mit Zentriermitteln versehen, mit denen das Segment relativ zu einem Flanschabschnitt bzw. den Flanschabschnitten ausgerichtet werden kann. Die Zentriermittel sind dabei gemäß einer bevorzugten Ausführungsform als in axiale Richtung vorspringende Nasen ausgebildet. Bevorzugt sind drei Nasen äquidistant um den Umfang der Durchgangsbohrung herum angeordnet. The through bores lying in the edge region of the segment in the circumferential direction are particularly preferably provided with centering means with which the segment can be aligned relative to a flange section or the flange sections. The centering means are formed according to a preferred embodiment as projecting in the axial direction lugs. Preferably, three lugs are arranged equidistant around the circumference of the through hole.
Die Zentriermittel können kostengünstig durch einen Umformprozess aus dem Material des Grundkörpers des Reibelements hergestellt sein. The centering can be inexpensively manufactured by a forming process of the material of the body of the friction element.
Das erste Maschinenteil ist gemäß einer bevorzugten Verwendung der Erfindung eine Wel- le einer Turbine, insbesondere einer Gasturbine oder einer Dampfturbine, und das zweite Maschinenteil die Welle eines Generators. The first machine part, according to a preferred use of the invention, is one shaft of a turbine, in particular a gas turbine or a steam turbine, and the second machine part is the shaft of a generator.
Die beiden Flanschabschnitte sind vorzugsweise scheibenförmig ausgebildet. Die Verbindungsmittel sind bevorzugt Schrauben oder vergleichbare Spannelemente. The two flange portions are preferably disc-shaped. The connecting means are preferably screws or comparable clamping elements.
Vorteilhafter Weise erlaubt das vorgeschlagene Reibelement eine Reibwerterhöhung in nicht schaltbaren Kupplungen auf einen Reibwert bis zu μ = 0,65, bedingt durch die Hartstoffschicht, die Hartstoffpartikel wie Bornitrid oder Diamant in einer Korngröße zwischen 20 μηι und 200 μηι enthalten kann. Ein derartig ausgestaltetes Reibelement eignet sich sehr bevorzugt für nicht-schaltbare, aber hoch beanspruchte Flanschkupplungen. Die Auswahl des Materials des Grundkörpers wird an den gegebenen Bedingungen ausgerichtet. Advantageously, the proposed friction element allows an increase in coefficient of friction in non-shiftable clutches to a coefficient of friction up to μ = 0.65, due to the hard material layer, the hard material particles such as boron nitride or diamond in a grain size may contain between 20 μηι and 200 μηι. Such a configured frictional element is very preferably suitable for non-switchable, but highly stressed flange couplings. The choice of the material of the basic body is aligned to the given conditions.
Gerade im Anwendungsfall einer Turbine, insbesondere einer Gasturbine bietet die vorgeschlagene Lösung eine sehr prozesssichere Verbindungsmöglichkeit. Sehr vorteilhaft ist die sehr einfache Demontage und Montage, vor allem, wenn die Platzverhältnisse sehr beengt sind; in diesem Falle hat sich auch der segmentierte Aufbau sehr bewährt. Vorteilhaft ist weiter die problemlose Wiederverwendbarkeit des Reibelements. Somit ergeben sich bei der Revision verringerte Stillstandszeiten der Anlage durch eine verkürzte Montage- bzw. Demontagezeit der Kupplungsanordnung. Especially in the application of a turbine, in particular a gas turbine, the proposed solution offers a very process-reliable connection option. Very advantageous is the very simple disassembly and assembly, especially if the space is very cramped; In this case, the segmented structure has proven very useful. Another advantage is the easy reusability of the friction element. Thus, in the case of the revision, reduced downtimes of the installation result from a shortened assembly or disassembly time of the coupling arrangement.
Der Scheiben- bzw. ringförmige Grundkörper aus Stahl wird bevorzugt mit einer Plasmabeschichtung mit Hartstoffen beschichtet. The disc or annular body made of steel is preferably coated with a plasma coating with hard materials.
Die Lösung kann auch für den nachträglichen Einbau in eine vorhandene Maschinenanordnung vorgesehen werden. Die vorgeschlagenen Zentrierelemente in Form von Zentriernasen erlauben die einfache und präzise Anordnung der Reibelement-Segmente zwischen den Kupplungsflanschen, wobei die Durchgangsbohrungen in den Kupplungsflanschen als Orientierung verwendet werden. Diese ermöglichen es, dass ein Segment beim Durchstecken der Passbolzen der Schraubenverbindung auf den Bolzen zentriert wird. Damit wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass auch bei hoher Drehzahl (bei einer Gasturbine z. B. 3.000 U/min) keine schädlichen Unwuchten an der Flanschkupplung auftreten. The solution can also be provided for retrofitting in an existing machine arrangement. The proposed centering in the form of centering allow the simple and precise arrangement of the friction element segments between the coupling flanges, wherein the through holes are used in the coupling flanges as orientation. These allow a segment to be centered on the bolt as it passes through the fitting bolts of the bolted connection. This is achieved in an advantageous manner that even at high speed (in a gas turbine, for example, 3,000 rev / min) no harmful imbalances on the flange coupling occur.
Die vorgeschlagene Erfindung kommt also bevorzugt als eine segmentierte Reibscheibe in einer Gasturbine bzw. Dampfturbine zur Anwendung. Hierbei können Wellen bzw. Hohl- wellen effizient miteinander drehfest verbunden werden. The proposed invention is thus preferably used as a segmented friction disk in a gas turbine or steam turbine. In this case, shafts or hollow shafts can be efficiently connected to one another in a rotationally fixed manner.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 schematisch eine Maschinenanordnung mit zwei miteinander verbundenen Maschinenteilen, wobei diese mit einem Kupplungsmittel miteinander verbunden sind, Fig. 2 die Einzelheit„X" gemäß Fig. 1 in geschnittener Darstellung, In the drawing, an embodiment of the invention is shown. Show it: 1 shows schematically a machine arrangement with two machine parts connected to one another, wherein these are connected to one another with a coupling means, FIG. 2 shows the detail "X" according to FIG. 1 in a sectional view,
Fig. 3 einen zwischen zwei Abschnitten der Kupplungsmittel angeordnetes Reibelement, gesehen in axialer Richtung der Maschinenanordnung, Fig. 4 Segment des Reibelement gemäß Fig. 3 und FIG. 3 shows a friction element arranged between two sections of the coupling means, seen in the axial direction of the machine arrangement, FIG. 4 shows the segment of the friction element according to FIG. 3 and FIG
Fig. 5 einen vergrößerten Abschnitt des Reibelements gemäß Fig. 4. 5 shows an enlarged portion of the friction element according to FIG. 4.
In Fig. 1 ist schematisch eine Maschinenanordnung 1 skizziert, die eine Gasturbine mit an- geschlossenem Generator darstellt. Ein erstes Maschinenteil 2 in Form einer Welle der Gasturbine ist mit einem zweiten Maschinenteil in Form der Welle des Generators verbunden. Hierzu sind drehstarre Kupplungsmittel 4 vorgesehen. Die beiden Maschinenteile 2 und 3 rotieren um eine Achse, deren axiale Richtung mit a angegeben ist. Die Kupplungsmittel 4 haben zwei Flanschabschnitte 5 und 6, wobei der erste Flanschabschnitt 5 mit dem ersten Maschinenteil 2 und der zweite Flanschabschnitt 6 mit dem zweiten Maschinenteil 3 fest verbunden, z. B. verschweißt, ist. FIG. 1 schematically shows a machine arrangement 1, which represents a gas turbine with a connected generator. A first machine part 2 in the form of a shaft of the gas turbine is connected to a second machine part in the form of the shaft of the generator. For this purpose, torsionally rigid coupling means 4 are provided. The two machine parts 2 and 3 rotate about an axis whose axial direction is indicated by a. The coupling means 4 have two flange sections 5 and 6, the first flange section 5 fixedly connected to the first machine part 2 and the second flange section 6 to the second machine part 3, z. B. welded, is.
Beide Flanschabschnitte 5, 6 haben über den Umfang verteilt eine Anzahl an Durchgangs- bohrungen, in die Verbindungsmittel 7 in Form von Schrauben eingesteckt sind, so dass die beiden Flanschabschnitte 5, 6 fest, aber lösbar miteinander verbunden werden können. Both flange portions 5, 6 have distributed over the circumference a number of through-holes, are plugged into the connecting means 7 in the form of screws, so that the two flange sections 5, 6 can be firmly but detachably connected to each other.
Zur Erhöhung der Festigkeit der Drehübertragung, d. h. um sicherzustellen, dass hohe Drehmomente zwischen den beiden Flanschabschnitten 5, 6 übertragen werden können, ist zwischen den beiden eben ausgebildeten Flanschabschnitten 5, 6 ein Reibelement 8 angeordnet. To increase the strength of the rotary transmission, d. H. to ensure that high torques between the two flange sections 5, 6 can be transmitted, a friction element 8 is arranged between the two planar flange sections 5, 6.
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist das Reibelement 8 eine Scheibe bzw. ein Ring, der einen bevorzugt aus Stahl bestehenden Grundkörper 9 aufweist, der an seinen beiden Seiten mit einer Hartstoffschicht 10 beschichtet ist. Diese Beschichtung kann per Plasmabeschichtung aufgebracht werden. As is apparent from Fig. 2, the friction element 8 is a disc or a ring having a preferably made of steel base body 9, which on its two sides with a hard material layer 10 is coated. This coating can be applied by plasma coating.
Die Dicke der Hartstoffschicht 10 bewegt sich bevorzugt im Bereich zwischen 40 μιη und 80 μιη, besonders bevorzugt zwischen 50 μιη und 60 μιη. Die Dicke des Reibelements 8 liegt bevorzugt zwischen 1 mm und 5 mm, besonders bevorzugt zwischen 2 mm und 3 mm. The thickness of the hard material layer 10 preferably moves in the range between 40 μιη and 80 μιη, more preferably between 50 μιη and 60 μιη. The thickness of the friction element 8 is preferably between 1 mm and 5 mm, more preferably between 2 mm and 3 mm.
Der Grundkörper 9 kann aus einem Stahlblech per Laserschnitt kostengünstig hergestellt werden. The base body 9 can be produced inexpensively from a steel sheet by laser cutting.
In den Figuren 3 bis 5 ist zu sehen, dass das Reibelement 8 aus einer Anzahl Segmente 12, 13, 14, 15, 16, 17 aufgebaut ist, die zusammengesetzt einen Kreisring ergeben (wobei zwischen den Segmente gegebenenfalls ein kleiner Spalt bleibt, um die problemlose Montage sicherzustellen). Jedes Segment 12, 13, 14, 15, 16, 17 hat eine Anzahl von Durchgangsbohrungen 11 für die Schrauben, mit denen die Flanschabschnitte 5, 6 verbunden werden. In FIGS. 3 to 5 it can be seen that the friction element 8 is made up of a number of segments 12, 13, 14, 15, 16, 17, which together form a circular ring (with a small gap possibly remaining between the segments) ensure easy installation). Each segment 12, 13, 14, 15, 16, 17 has a number of through holes 11 for the screws to which the flange sections 5, 6 are connected.
Eine sehr vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung geht vor allem aus den Figuren 4 und 5 hervor. Hier ist zu erkennen, dass an den Durchgangsbohrungen 11 , die in Umfangsrich- tung gesehen im Randbereich des Segments liegen, Zentriermittel 18 vorgesehen sind. Es handelt sich hierbei um nasenförmige Vorsprünge. Hiermit kann beim Durchstecken der Bolzenabschnitte der Schrauben 7 eine genaue relative Positionierung des Segments am Flanschabschnitt erfolgen, so dass im Betrieb Unwuchten minimiert werden können. Vorteilhaft ist weiterhin, dass durch die Zentriermittel 18 eine einfache Nachrüstung bestehen- der Anlagen möglich ist; es ist keine zusätzliche Bearbeitung für Zentrierungen (z. B. Passstifte und Schrauben) an den Scheiben erforderlich. A very advantageous embodiment of the invention is particularly apparent from Figures 4 and 5. Here it can be seen that centering means 18 are provided on the through-bores 11, which are located in the edge region of the segment when viewed in the circumferential direction. These are nose-shaped projections. This can be done when inserting the bolt portions of the screws 7 an accurate relative positioning of the segment on the flange, so that imbalances can be minimized during operation. A further advantage is that a simple retrofitting of existing systems is possible by the centering means 18; no additional machining is required on the discs for centering (eg dowel pins and screws).
Ausreichend sind hier drei nasenförmige Vorsprünge 18, die gleichmäßig um den Umfang der Durchgangsbohrung 11 verteilt angeordnet sind. Bezugszeichenliste Sufficient are here three nose-shaped projections 18 which are distributed uniformly around the circumference of the through hole 11. LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Maschinenanordnung 1 machine arrangement
2 erstes Maschinenteil  2 first machine part
3 zweites Maschinenteil  3 second machine part
4 Kupplungsmittel  4 coupling agents
5 erster Flanschabschnitt  5 first flange portion
6 zweiter Flanschabschnitt 6 second flange section
7 Verbindungselement (Schraube)7 connecting element (screw)
8 Reibelement 8 friction element
9 Grundkörper  9 basic body
10 Hartstoffschicht  10 hard material layer
11 Durchgangsbohrung  11 through hole
12 Segment  12 segment
13 Segment  13 segment
14 Segment  14 segment
15 Segment  15 segment
16 Segment  16 segment
17 Segment  17 segment
18 Zentriermittel a axiale Richtung  18 Centering a axial direction

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Maschinenanordnung P atentansprü che machine arrangement
1. Maschinenanordnung (1), umfassend ein erstes rotierendes Maschinenteil (2) und ein zweites rotierendes Maschinenteil (3), wobei Kupplungsmittel (4) vorhanden sind, um die beiden Maschinenteile (2, 3) drehfest miteinander zu verbinden, wobei die Kupplungsmittel (4) einen drehfest mit dem ersten Maschinenteil (2) verbundenen ersten Flanschabschnitt (5) und einen drehfest mit dem zweiten Maschinenteil (3) verbundenen zweiten Flanschabschnitt (6) aufweisen, wobei die beiden Flanschabschnitte (5, 6) mit einer Anzahl Verbindungselemente (7) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Flanschabschnitten (5, 6) ein ring- oder scheibenförmiges Reibelement (8) angeordnet ist, wobei das Reibelement (8) aus einem Grundkörper (9) besteht, der mit einer Hartstoffschicht (10) versehen ist, und wobei das Reibelement (8) eine Anzahl Durchgangsbohrungen (11) für die Verbindungselemente (7) aufweist. 1. Machine assembly (1), comprising a first rotating machine part (2) and a second rotating machine part (3), wherein coupling means (4) are provided to the two machine parts (2, 3) rotatably connected to each other, wherein the coupling means ( 4) has a first flange section (5) connected in a rotationally fixed manner to the first machine part (2) and a second flange section (6) connected non-rotatably to the second machine part (3), the two flange sections (5, 6) being provided with a plurality of connecting elements (7 ) are interconnected, characterized in that between the two flange portions (5, 6) an annular or disc-shaped friction element (8) is arranged, wherein the friction element (8) consists of a base body (9) with a hard material layer (10 ), and wherein the friction element (8) has a number of through holes (11) for the connecting elements (7).
2. Maschinenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (9) des Reibelements (8) aus Stahl besteht. 2. Machine arrangement according to claim 1, characterized in that the base body (9) of the friction element (8) consists of steel.
3. Maschinenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hartstoffschicht (10) mittels Plasmabeschichtung aufgebracht ist. 3. Machine arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the hard material layer (10) is applied by means of plasma coating.
4. Maschinenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Reibelement (8) aus mehreren Segmenten (12, 13, 14, 15, 16, 17) zusammengesetzt ist, die jeweils als Kreisringsektor ausgebildet sind, der sich über einen definierten Umfangsabschnitt der Flanschabschnitte (5, 6) erstreckt. 4. Machine arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the friction element (8) of a plurality of segments (12, 13, 14, 15, 16, 17) is composed, which are each formed as a circular ring sector, which extends over a defined peripheral portion of the flange portions (5, 6).
5. Maschinenanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei und acht Segmente (12, 13, 14, 15, 16, 17) einen Kreisring bilden. 5. Machine arrangement according to claim 4, characterized in that between two and eight segments (12, 13, 14, 15, 16, 17) form a circular ring.
6. Maschinenanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die in Umfangsrichtung gesehen im Randbereich des Segments (12, 13, 14, 15, 16, 17) liegenden Durchgangsbohrungen (11) mit Zentriermitteln (18) versehen sind, mit denen das Segment (12, 13, 14, 15, 16, 17) relativ zu einem Flanschabschnitt (5, 6) ausgerichtet werden kann. 6. Machine arrangement according to claim 4 or 5, characterized in that in the circumferential direction in the edge region of the segment (12, 13, 14, 15, 16, 17) lying through holes (11) are provided with centering means (18), with which the Segment (12, 13, 14, 15, 16, 17) relative to a flange portion (5, 6) can be aligned.
7. Maschinenanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentriermittel (18) als in axiale Richtung (a) vorspringende Nasen ausgebildet sind. 7. Machine arrangement according to claim 6, characterized in that the centering means (18) are formed as in the axial direction (a) projecting lugs.
8. Maschinenanordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass drei Nasen (18) äquidistant um den Umfang der Durchgangsbohrung (11) herum angeordnet sind. 8. Machine arrangement according to claim 6 or 7, characterized in that three lugs (18) are arranged equidistant around the circumference of the through hole (11) around.
9. Maschinenanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentriermittel (18) durch einen Umformprozess aus dem Material des Grundkörpers (9) des Reibelements (8) hergestellt sind. 9. Machine arrangement according to one of claims 6 to 8, characterized in that the centering means (18) by a forming process of the material of the base body (9) of the friction element (8) are made.
10. Maschinenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Maschinenteil (2) eine Welle einer Turbine, insbesondere einer Gasturbine oder einer Dampfturbine, und das zweite Maschinenteil (3) die Welle eines Generators ist. 10. Machine arrangement according to one of claims 1 to 9, characterized in that the first machine part (2) is a shaft of a turbine, in particular a gas turbine or a steam turbine, and the second machine part (3) is the shaft of a generator.
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