DE1017320B

DE1017320B - Befestigung eines auf der Welle fliegend angeordneten Laufrades von Kreiselradmaschinen

Info

Publication number: DE1017320B
Application number: DEM20123A
Authority: DE
Inventors: Christian Schoerner
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1953-09-21
Filing date: 1953-09-21
Publication date: 1957-10-10
Also published as: CH324027A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft die Befestigung eines auf der Welle fliegend angeordneten Laufrades von Kreiselradmaschinen, insbesondere eines kleinen Radialrades, durch zwei unmittelbar in der Nabe angebrachte und nach deren Stirnflächen zu kegelförmig erweiterte Zentrierflächen. Die Erfindung besteht darin, daß eine der Zentriergegenflächen an einem unter axialer Federkraft stehenden, auf der Welle verschiebbaren Zentrierring angebracht und daß für die Übertragung des Drehmoments eine formschlüssige Kupplung zwischen Welle und Nabe vorgesehen ist.

Diese beiden Erfindungsmerkmale sind je für sich bekannt. Bei einer bekannten Befestigung mittels einer geschlitzten Spreizhülse z. B. besitzt diese Spreizhülse kegelige, nach den Hülsenenden zu sich erweiternde Stützflächen, wobei eine der Zentriergegenflächen an einer unter axialer Federkraft stehenden Zentrierscheibe angebracht und auf der Welle verschiebbar ist. Die Drehmomentübertragung erfolgt hierbei über die reibungsschlüssig berührenden kegeligen Paßflächen. Es besteht daher die Gefahr, daß sich das Rad unter der Einwirkung von Drehimpulsen, Schwingungen oder möglicherweise beim Anlaufen der Schaufelspitzen an der Gehäusewand infolge zu starker momentaner Dehnung relativ zur Welle verdreht und dadurch der mitsamt seiner Welle ausgewuchtete Rotor wieder unwuchtig wird. Aber schon die geringste Unwucht kann sehr nachteilige Wirkungen (Laufunruhe, höhere Lagerbeanspruchung, Schwingungsbrüche usw.) zur Folge haben. Ferner ist zu beachten, daß bei solchen meist »fressenden« geringen Drehbewegungen die schwierig herzustellenden Kegelbohrungen verletzt werden können. Von dieser bekannten Befestigung unterscheidet sich die Erfindung dadurch, daß die kegeligen Stütz- und Gegenstützflächen ausschließlich Zentrierungsfunktionen zu erfüllen haben, wogegen zur Drehmomentübertragung in an sich bekannter Weise eine fonnschlüssige Kupplung dient, die jegliche relative Drehung zwischen Rad und Welle verhindert.

SchJießlich ist noch eine bekannte Befestigung von Scheiben auf einer durch die Nabe hindurchgehenden Welle zu erwähnen, bei der sowohl die Nabe der Scheibe als auch die Welle selbst mit in axialer Richtung ineinandergreifenden Ansätzen und Eindrehungen versehen sind, mit denen beide Teile sich gegenseitig festhalten. In einer besonderen Ausführung dieser Befestigung sind jene Ansätze konisch ausgebildet, und zwischen der Scheibe und der zum Halten derselben dienenden Spannmutter ist eine Federscheibe angeordnet. Diese Befestigungsart weist jedoch verschiedene Nachteile auf. Durch das Ineinandergreifen werden die Teile an einer allseitig freien

Befestigung eines auf der Welle

fliegend angeordneten Laufrades

von Kreiselradmaschinen

Anmelder:

Mas chinenf abrik
Augsburg-Nürnberg A. G.,
Augsburg 2, Stadtbachstr. 7

Christian Schörner, Augsburg,
ist als Erfinder genannt worden

Dehnung behindert; es ergeben sich also bei Flieh krafteinwirkung und beim Eintreten größerer Wärmedehnungen zusätzliche Spannungen sowohl in der Welle als auch in der Scheibe. Festigkeitsmäßig ist diese Befestigung auch insofern nachteilig, als durch die mehr oder weniger scharfkantigen Eindrehungen beträchtliche Kerbwirkungen hervorgerufen werden, durch die die Dauerstandsfestigkeit der beiden Teile verringert wird. Im übrigen ist auch die Herstellung einer solchen Verbindung äußerst schwierig, da in jedem Falle mindestens zwei auf verschiedenen Durchmessern liegende Paßflächen hergestellt werden müssen, was fertigungsmäßig bekanntlich sehr ungünstig ist.

Vorteile bietet die Erfindung besonders bei Gebläserädern von Aufladegruppen, deren Radkörper meist aus Leichtmetall bestehen und sich daher in der Betriebswärme starker ausdehnen als der stählernde Wellenzapfen. Hinzu kommt die Aufweitung der Nabe infolge Fliehkraftbeanspruchung. Diese Formänderungen werden erfindungsgemäß durch den unter axialer Federkraft stehenden und axial verschiebbaren Zentrierring sofort ausgeglichen, der selbst aus einem ähnlichen Material bestehen kann wie die Welle und auch infolge seiner kleinen Abmessungen nur geringfügige Formänderungen erfährt.

Die zweite, nicht verschiebbare Zentriergegenfläche nach der Erfindung kann nun ebenfalls an einem auf der Welle angeordneten Zentrierring oder aber auf der Welle selbst angebracht sein. Für die federnde Verspannung des axial verschiebbaren Zentrierringes mit Hilfe einer Mutter kann ein gegebenenfalls aus mehreren Tellerfedern (z. B. kegelige oder ebene Blechringe) bestehendes Federglied vorgesehen sein.

· 709103/355

Bei kleinen Rädern kann es dagegen genügen, wenn der verschiebbare Zentrierring einen dünnwandigen, federnden Ansatz besitzt. Die einmal festgelegte Stellung des Laufrades zur Welle wird zweckmäßig durch eindeutige Unterschiede in der Gestaltung der Mitnehtnerklauen der formschlüssigen Kupplung sichergestellt.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele für Laufradbefestigungen nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 eine Befestigung, bei welcher die Ringfederglieder als ebene Blechringe ausgebildet sind, und

Fig. 2 eine Befestigung, bei welcher das federnde Glied an dem einen Zentrierring angedreht ist.

In Fig. 1 ist der Verdichter einer Aufladegruppe dargestellt. Das radial durchströmte Laufrad 1 ist auf der Läuferwelle 2 fliegend angeordnet. An den beiden Stirnseiten der Laufradnabe 3 sind Zentrierringe 4 und 5 mit kegeligen Anlageflächen eingesetzt. Der eine Zentrierring 4, welcher der Wellenlagerung zugekehrt ist, stützt sich dabei in axialer Richtung an einer Büchse 6 ab, die über einen Keil von der Welle 2 mitgenommen wird. Diese Büchse 6 ist an dem der Radnabe zugekehrten Ende mit Klauen 6' versehen, die mit den an der Nabe 3 angebrachten Gegenklauen 3' im Eingriff sind. An Stelle der Büchse 6 könnte an der Welle 2 auch ein entsprechender Bund mit einem Klauenkranz angedreht sein. Der vom freien Wellenende her eingesetzte Zentrierring 5 ist axial verschiebbar und steht unter der Spannwirkung mehrerer Ringfederglieder 7, welche als einfache ebene Blechringe ausgebildet sind und von der Befestigungsmutter 8 gegen den Zentrierring 5 gedrückt werden.

Fig. 2 zeigt einen axial verschiebbaren Zentrierring 5 a, an dem ein dünnwandiger, federnder Ringansatz 5 b angedreht ist, gegen den die Befestigungsmutter 8 drückt und so die axiale Verspannung der einzelnen Bauteile sicherstellt. Mit diesem Zentrierring werden gesonderte, lose Federteller überflüssig.

Die erfindungsgemäße Laufradbefestigung ist bei allen Laufrädern radialer oder axialer Bauart anwendbar, gleichgültig ob es sich um treibende Turbinenräder oder getriebene Verdichterräder handelt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Befestigung eines auf der Welle fliegend angeordneten Laufrades von Kreiselradmaschinen, insbesondere eines kleinen Radialrades, durch zwei unmittelbar in der Nabe angebrachte und nach deren Stirnflächen zu kegelförmig erweiterte Zentrierflächen, gekennzeichnet durch die je für sich bekannten Merkmale, daß eine der Zentriergegenflächen an einem unter axialer Federkraft stehenden, auf der Welle (2) verschiebbaren Zentrierring (5) angebracht und daß für die Übertragung des Drehmomentes eine formschlüssige Kupplung zwischen Welle und Nabe vorgesehen ist.

2. Befestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch die zweite Zentriergegenfläche an einem auf der Welle angeordneten Zentrierring angebracht ist.

3. Befestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Zentriergegenflächen an der Läuferwelle angebracht ist.

4. Befestigung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Verspannung des axial verschiebbaren Zentrierringes (5) eine Mutter (8) und ein gegebenenfalls aus mehreren Tellerfedern bestehendes Federglied (7) vorgesehen sind.

5. Befestigung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der axial verschiebbare Zentrierring (5 a) einen dünnwandigen, federnden Ansatz (5 b) besitzt.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 67 442, 499 929, 999, 736 737;

französische Patentschrift Nr. 850 824.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen