DE3930943A1 - Coupling connecting two shafts - has outer and intermediate ring with annular gap between, with grooves and adjusting springs - Google Patents
Coupling connecting two shafts - has outer and intermediate ring with annular gap between, with grooves and adjusting springsInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplung zur drehstarren Verbindung einer ersten Welle mit einer zweiten Welle unter Ausgleich von radialem und/oder axialem Versatz der Wellenenden. Solche Kupplungen werden insbesondere bei Turbo maschinen, aber auch bei anderen Maschinen benötigt. Daher sind auch bereits eine Vielzahl von Konstruktionen, beispielsweise Bogenzahnkupplungen, bekannt, welche für solche Verbindungen anwendbar sind.The present invention relates to a clutch for torsionally rigid connection of a first shaft with a second Shaft compensating for radial and / or axial misalignment Shaft ends. Such clutches are particularly popular with Turbo machines, but also required for other machines. Therefore are also a variety of designs, for example Curved tooth couplings, known for such connections are applicable.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine möglichst einfach aufgebaute Kupplung zu schaffen, welche große Axialbewegungen der Wellenenden und kleine Radialbewegungen ausgleichen kann. Dabei soll die Kupplung mit geringem Fertigungsaufwand herzustellen, leicht zu montieren und langlebig sein.The object of the present invention is, if possible simply constructed coupling to create what great Axial movements of the shaft ends and small radial movements can compensate. The clutch should be low Manufacturing effort, easy to assemble and be durable.
Zur Lösung dieser Aufgabe eignet sich eine Kupplung mit folgenden Merkmalen:A clutch with is suitable for solving this task following features:
- a) das Ende der ersten Welle ist als Außenring ausgebildet;a) the end of the first shaft is designed as an outer ring;
- b) im Inneren dieses Außenringes liegt, durch einen äußeren Ringspalt getrennt ein Zwischenring;b) lies inside this outer ring, by an outer Annular gap separated by an intermediate ring;
- c) in das Innere des Zwischenringes ragt, durch einen inneren Ringspalt getrennt, das Ende der zweiten Welle;c) protrudes into the interior of the intermediate ring, through an inner Annular gap separated, the end of the second shaft;
- d) Außenring und Zwischenring stehen durch je zwei erste in axialer Richtung verlaufende, sich diametral gegenüberliegende Nuten und Paßfedern in radial schiebebeweglichem Eingriff miteinander;d) Outer ring and intermediate ring are in each case by two first axially extending, diametrically opposite Grooves and keys in radially sliding engagement together;
- e) Zwischenring und zweite Welle stehen durch je zwei zweite, in axialer Richtung verlaufende, sich diametral gegenüberliegende Nuten und Paßfedern in axial und radial schiebebeweglichem Eingriff miteinander.e) the intermediate ring and the second shaft are each by two second, axially, diametrically opposing grooves and keys in axial and radial sliding movement with each other.
Wie anhand der Zeichnung näher erläutert wird, sind die erste und die zweite Welle über den Zwischenring drehstarr miteinander verbunden. Bei Radialversatz zwischen den Achsen der beiden Wellen führt der Zwischenring eine Ausgleichsbewegung durch mit einer ähnlichen Wirkungsweise wie bei einem Kreuzschiebegelenk. Ein Axialversatz kann durch Relativbewegung des Wellenendes der zweiten Welle gegenüber dem Zwischenring aufgenommen werden.As will be explained in more detail with the aid of the drawing, the first are and the second shaft is torsionally rigid via the intermediate ring connected with each other. With radial misalignment between the axes the intermediate ring carries one of the two shafts Compensatory movement through with a similar mode of action as with a cross slide joint. An axial offset can be caused by Relative movement of the shaft end of the second shaft relative to the Extension ring are included.
Für die Symmetrie der Anordnung und eine möglichst gleichförmige Übertragung der Drehbewegung ist es sinnvoll, daß die ersten Nuten und Paßfedern gegenüber den zweiten Nuten und Paßfedern in Umfangsrichtung um je 90° versetzt angeordnet sind. Bei größerem radialem Versatz kann zwar keine vollständig gleichförmige Übertragung der Drehbewegung erreicht werden, jedoch sind die Abweichungen gering.For the symmetry of the arrangement and one if possible uniform transmission of the rotary movement, it makes sense that the first grooves and keys compared to the second grooves and Feather keys offset in the circumferential direction by 90 ° each are. With a greater radial offset, none can be complete uniform transmission of the rotary movement can be achieved however, the deviations are small.
Fertigungstechnisch von Vorteil ist es, wenn die ersten Paßfedern und möglichst auch die zweiten Paßfedern am Zwischenring befestigt sind während im Außenring und in der zweiten Welle die Nuten angeordnet sind. Bevorzugt können die Paßfedern durch Schrauben am Zwischenring befestigt sein. Ein axialer Versatz der beiden Wellenenden kann im Prinzip fast in beliebiger Größenordnung ausgeglichen werden, sofern die Nuten in der zweiten Welle genügend lang sind.It is advantageous in terms of production technology if the first Feather keys and if possible also the second feather keys on Are attached while in the outer ring and in the intermediate ring second shaft the grooves are arranged. Preferably, the Keys should be attached to the intermediate ring by screws. A In principle, the axial offset of the two shaft ends can be almost in any size can be compensated, provided the grooves are long enough in the second wave.
Der maximal mögliche Ausgleich von radialem Versatz wird durch die Breite der Ringspalte bestimmt, wobei die Nuten genügend tief sein müssen, um die Federn auch bei radialem Versatz ganz aufnehmen zu können.The maximum possible compensation for radial misalignment is given by determines the width of the annular gap, the grooves being sufficient must be deep to the springs even with radial misalignment to be able to record.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es sei darauf hingewiesen, daß sich die Erfindung nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern auch fachmänni sche Abwandlungen und Äquivalente umfaßt. Insbesondere kommt es nicht darauf an, welche Welle die Antriebswelle und welche die Abtriebswelle ist.Further details of the invention are based on one in the Drawing illustrated embodiment explained in more detail. It should be noted that the invention is not based on limited to this embodiment, but also skilled modifications and equivalents. In particular comes it doesn't depend on which shaft is the drive shaft and which is the output shaft.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Kupplung, wobei Fig. 2 den entsprechenden Querschnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1 darstellt. An einer Antriebswelle 1 ist ein Außenring 2 mittels Befestigungsschrauben 3 angebracht (das Wellenende könnte auch einstückig in der entsprechenden Form bearbeitet sein). Im Inneren des Außenringes 2 liegt, durch einen Ringspalt 18 getrennt, ein Zwischenring 4. Im Außenring 2 sind zwei sich diametral gegenüberliegende, in axialer Richtung verlaufende Nuten 5a, 5b vorhanden, in welche entsprechende Paßfedern 6a, 6b eingreifen, die mittels Schrauben 7a, 7b außen am Zwischenring 4 befestigt sind. Ringspalt 18 und Tiefe der Nuten 5a, 5b lassen eine radiale Relativbewegung zwischen Außenring 2 und Zwischenring 4 zu. Innen am Zwischenring 4 sind, in Umfangsrichtung zu den ersten Paßfedern 6a, 6b um 90° versetzt, zweite Paßfedern 10a, 10b mit Schrauben 17a, 17b befestigt, welche im Eingriff mit entsprechenden Nuten 9a, 9b im Ende einer Abtriebswelle 8 sind. Die Nuten 9a, 9b verlaufen ebenfalls in axialer Richtung und sind deutlich länger als die zugehörigen Paßfedern 10a, 10b. So kann ein axialer Versatz der Wellenenden ausgeglichen werden. Die Abtriebswelle 8 ist von dem Zwischenring 4 ebenfalls durch einen inneren Ringspalt 19 getrennt, welcher die gleiche Größenordnung wie der äußere Ringspalt 18 hat. Auch die Nuten 9a, 9b in der Abtriebswelle 8 sind so dimensioniert, daß sie die Federn 10a, 10b ganz aufnehmen können, wenn ein radialer Versatz der Wellenenden vorliegt. Eine Stirnplatte 15, die mit Schrauben 16 am Außenring 2 befestigt ist, fixiert den Zwischenring 4 mit geringem Spiel in axialer Richtung und schließt die Kupplung nach außen weitgehend ab. Zur Sicherstellung der Schmierung kann der Kupplung entweder Spritzöl von außen zugeführt werden, oder es kann durch Ölführungsbohrungen Öl zugeführt werden. Günstig ist bei spielsweise eine Ölzufuhr durch eine axiale Bohrung 11 in der Abtriebswelle 8, die durch radiale Bohrungen 12 mit den Nuten 9a, 9b in Verbindung steht. Durch Fliehkräfte wird das Öl weiter nach außen gedrückt, so daß alle Gleitflächen zwischen den Nuten und Paßfedern geschmiert werden. Der weitere Ölablauf kann durch die Spalte 13 und durch Bohrungen 14 im Außenring 2 sichergestellt werden. Fig. 1 shows a longitudinal section through a coupling according to the invention, Fig. 2 shows the corresponding cross section along the line II-II in Fig. 1. An outer ring 2 is attached to a drive shaft 1 by means of fastening screws 3 (the shaft end could also be machined in one piece in the corresponding shape). , Is separated by an annular gap 18 in the interior of the outer ring 2, an intermediate ring. 4 In the outer ring 2 there are two diametrically opposed, axially extending grooves 5 a, 5 b, in which corresponding feather keys 6 a, 6 b engage, which are fastened to the intermediate ring 4 by means of screws 7 a, 7 b. Annular gap 18 and depth of the grooves 5 a, 5 b allow a radial relative movement between the outer ring 2 and the intermediate ring 4 . Inside the intermediate ring 4 are, offset in the circumferential direction to the first parallel keys 6 a, 6 b by 90 °, second parallel keys 10 a, 10 b with screws 17 a, 17 b, which in engagement with corresponding grooves 9 a, 9 b in End of an output shaft 8 are. The grooves 9 a, 9 b also extend in the axial direction and are significantly longer than the associated keys 10 a, 10 b. An axial misalignment of the shaft ends can be compensated for. The output shaft 8 is also separated from the intermediate ring 4 by an inner annular gap 19 , which has the same order of magnitude as the outer annular gap 18 . The grooves 9 a, 9 b in the output shaft 8 are dimensioned so that they can completely accommodate the springs 10 a, 10 b when there is a radial offset of the shaft ends. An end plate 15 , which is fastened with screws 16 to the outer ring 2 , fixes the intermediate ring 4 with little play in the axial direction and largely closes the coupling to the outside. To ensure lubrication, the coupling can either be supplied with spray oil from the outside, or oil can be supplied through oil guide holes. For example, an oil supply through an axial bore 11 in the output shaft 8 , which is connected to the grooves 9 a, 9 b by radial bores 12, is favorable. The oil is pushed further out by centrifugal forces so that all sliding surfaces between the grooves and keys are lubricated. The further oil drainage can be ensured through the gaps 13 and through bores 14 in the outer ring 2 .
Die gesamte Kupplung ist sehr einfach aufgebaut, leicht zu fertigen und zu montieren und eignet sich insbesondere für die Verbindung von einzelnen Wellenteilstücken einer großen Turbomaschine.The entire clutch is very simple, easy to use manufacture and assemble and is particularly suitable for Connection of individual shaft sections of a large one Turbo machine.
Claims (10)
- a) das Ende der ersten Welle (1) ist als Außenring (2) ausgebildet;
- b) im Inneren dieses Außenringes (2) liegt, durch einen äußeren Ringspalt (18) getrennt, ein Zwischenring (4);
- c) in das Innere des Zwischenringes (4) ragt, durch einen inneren Ringspalt (19) getrennt, das Ende der zweiten Welle (7);
- d) Außenring (2) und Zwischenring (4) stehen durch je zwei erste in axialer Richtung verlaufende, sich diametral gegenüberliegende Nuten (5a, 5b) und Paßfedern (6a, 6b) in radial schiebebeweglichem Eingriff miteinander;
- e) Zwischenring (4) und zweite Welle (8) stehen durch je zwei zweite, in axialer Richtung verlaufende, sich diametral gegenüberliegende Nuten (9a, 9b) und Paßfedern (10a, 10b) in axial und radial schiebebeweglichem Eingriff miteinander.
- a) the end of the first shaft ( 1 ) is designed as an outer ring ( 2 );
- b) inside this outer ring ( 2 ), separated by an outer annular gap ( 18 ), is an intermediate ring ( 4 );
- c) protrudes into the interior of the intermediate ring ( 4 ), separated by an inner annular gap ( 19 ), the end of the second shaft ( 7 );
- d) outer ring ( 2 ) and intermediate ring ( 4 ) are in radially slidingly movable engagement with each other by two first axially extending, diametrically opposed grooves ( 5 a, 5 b) and feather keys ( 6 a, 6 b);
- e) the intermediate ring ( 4 ) and the second shaft ( 8 ) are axially and radially slidably engaged with each other by two second, axially extending, diametrically opposed grooves ( 9 a, 9 b) and feather keys ( 10 a, 10 b) .
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Publications (2)
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DE3930943A1 true DE3930943A1 (en) | 1991-04-04 |
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