DE929287C

DE929287C - Vorrichtung zur axialen und radialen Befestigung einer Nabe od. dgl. auf einer Welle

Info

Publication number: DE929287C
Application number: DEA13805A
Authority: DE
Inventors: Marcel Wenger
Original assignee: Ateliers des Charmilles SA
Current assignee: Ateliers des Charmilles SA
Priority date: 1949-12-09
Filing date: 1951-08-01
Publication date: 1955-06-23
Also published as: CH279992A

Description

Vorrichtung zur axialen und radialen Befestigung einer Nabe od. dgl. auf einer Welle Die bekannten Vorrichtungen zur axialen und radialen Befestigung einer auf eine Achse aufgekeilten Nabe, besonders diejenigen, die hohen Beanspruchungen ausgesetzt sind, wie zum Beispiel die Stützlager für hydraulische Turbinen, bestehen aus einem zweiteiligen Ring, der in eine Nut der Welle eingreift. Die Nabe ist auf der Welle gleitend aufgekeilt, und die beiden Teile des in die Nut eingreifenden Ringes werden durch eine Scheibe gehalten, die eine kreisförmige Öffnung aufweist und die an der Nabe durch Schraubenbolzen befestigt ist. Bekannt ist es auch, beliebige Elemente auf einer Welle mit Hilfe einer schwach konischen Büchse zu befestigen.
Alle diese Anordnungen besitzen bestimmte Nachteile. Infolge der Erscheinung, die sich grundsätzlich bei allen mechanischen Vereinigungen ergibt, die leichten Gangschwankungen unterworfen sind, bildet sich eine Korrosion, insbesondere zwischen Welle und Nabe. Diese Korrosion, als »Lagerrost« bezeichnet, macht es oft sehr schwierig, zum Beispiel beim Überholen einer Turbine, die Nabe von ihrer Welle zu trennen, da der Lagerrost sie zusammenhält. Andererseits verursacht der Lagerrost nicht nur ein Festfressen der beiden Teile, sondern er greift die Welle in einem solchen Ausmaß an, daß dies für eine gute Zentrierung des umlaufenden Teiles nachteilig ist.
Die Erfindung bezweckt die Beseitigung dieser Nachteile. Ausgehend von solchen Anordnungen, bei denen die Nabe od. dgl. auf einer Welle mittels mindestens eines Ringes bewirkt wird, der wenigstens teilweise federt und der mindestens eine mit einer entsprechenden Fläche der Nabenbohrung zusammenwirkende konische Fläche aufweist, sieht die Erfindung vor, daß der Kegelwinkel zwischen innerer und äußerer Ringfläche so groß gewählt ist, daß sich der Ring bei Befreiung von axialer Belastung unter elastischem Auffedern und unter selbsttätiger axialer Verstellung von der Welle und der Nabe löst.
Die Zeichnung zeigt schematisch und beispielsweise eine Ausführungsform der Erfindung in Anwendung auf ein Stützlager für eine hydraulische Turbine.
Auf der Welle I die beispielsweise einen Wechselstromgenerator und das Laufrad einer Flüssigkeitsturbine trägt, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind, ist eine Nabe 3 aufgekeilt, die mit einem Teil verbunden ist, das sich gegen Ausdrehungsflächen der Welle abstützt.
Diese Nabe weist in ihrer Ausbohrung 6 eine konische Fläche 7 auf: In den Raum zwischen der zylindrischen Fläche der Welle und der konischen Fläche 7 wird ein Ring eingeführt. Beim Ausführungsbeispiel besteht dieser Ring aus einem gespaltenen und daher federnden ringförmigen Körper 5. Der Ring 5 hat einen Querschnitt, welcher ein längliches, rechtwinkliges Dreieck darstellt. Die innere Fläche 9 dieses Ringes ist kreisförmig zylindrisch, und seine äußere Oberfläche 8 ist konisch. Die axiale Kraft wird von einem Anschlagkörper 2, der sich bei axialen Bewegungen der Welle mit dieser mitbewegt, auf die Nabe 3 über den gespaltenen Ring 5 übertragen, auf dem sich der Anschlagkörper 2 abstützt. Dieser Anschlagkörper besteht aus einem zweiteiligen Ring, welcher in eine Ausdrehung I0 der Welle I eingreift.
Die beiden Ringteile werden in der Ausdrehung festgehalten durch die Scheibe II, die auf der Stirnfläche der Nabe 3 durch Schraubenbolzen befestigt ist.
Wenn die Axialkraft vollkommen auf das Stützlager wirkt, dann zieht sich der Ring 5 in den Zwischenraum zwischen der Welle I und der Nabe 3 hinein, wobei er sich um die Welle schrumpft. Die axiale Kraft kann dann zerlegt werden in eine radiale Kraft, welche eine Schrumpfung des Ringes 5 um die Welle verursacht, und in eine senkrecht zur konischen Fläche stehende Kraft. Daher ist die Nabe 3 auf der Welle I genau zentriert.
Wenn die Vorrichtung von der axialen Belastung befreit wird, zum Beispiel beim überholen des Wechselstromgenerators oder der Turbine, entspannt sich der Ring selbsttätig und ermöglicht daher eine leichte Entfernung der Nabe von der Welle.
Die obige Beschreibung einer Vorrichtung zur axialen und radialen Befestigung einer Nabe auf einer Welle mittels Keilverbindung, welche auf ein Stützlager für eine hydraulische Turbine angewendet wird, besagt nicht, daß die Erfindung sich nur auf diese Art von Maschinen beschränkt. Es ist verständlich, daß irgendein auf Axialschub beanspruchtes Lager mit einer ähnlichen Vorrichtung versehen werden kann, unabhängig davon, ob das Lager senkrecht oder waagerecht angeordnet ist, sowie unabhängig davon, ob der Axialschub nur in einer oder in beiden Richtungen wirkt. In letztem Falle erhält die Vorrichtung zwei entgegengesetzt angeordnete gespaltene Ringe.
Gemäß einer anderen Ausführungsform könnte der gespaltene Ring 5 durch mehrere Segmente ersetzt sein, wobei dann wenigstens zwei Segmente durch eine zwischengefügte Feder gespreizt werden. Außerdem könnte die Bohrung 6 der Nabe, an Stelle nur auf einem Abschnitt konisch zu sein, über die ganze Länge der Nabe konisch sein, wobei dann der Federkeil 4, der die Nabe 3 und die Welle i drehsteif verbindet, in den Spalt des Ringes eingreifen könnte. Dieser Spalt müßte dann natürlich hinreichend breit sein, um zwischen seinen Flächen und dem Keil 4 ein Spiel bestehen zu lassen, selbst nach der Schrumpfung des Ringes 5 um die Welle i.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Vorrichtung zur axialen und radialen Befestigung einer Nabe od. dgl. auf einer Welle mittels mindestens eines Ringes, der wenigstens teilweise federt und der mindestens eine konische Fläche aufweist, die mit einer entsprechenden Fläche der Nabenbohrung zusammenwirkt, wobei der Längsschub der Welle von einem mit ihr zusammenwirkenden Anschlag über den Ring unter Aufschrumpfung desselben auf die Welle an die Nabe weitergeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelwinkel zwischen innerer und äußerer Fläche des Ringes (5) so groß gewählt ist, daß sich der Ring (5) bei Befreiung von axialer Belastung unter elastischem Auffedern und unter selbsttätiger axialer Verstellung von Welle und Nabe löst.
2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der federnde Ring (5), in bekannter Weise geschlitzt, einen Keilquerschnitt mit rechtwinklig verlaufenden Katheten aufweist, an dessen radial zur Welle (i) verlaufender Kathete ein axial mit der Welle zusammenwirkender Anschlagring (2) anliegt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweiteilig ausgebildete Anschlagring (2) durch eine an der Nabe (3) zu befestigende Scheibe (i i) zusammengehalten wird, die eine dem Ringdurchmesser entsprechende Mittelöffnung aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß der Keilring (5) aus mehreren Segmenten besteht, zwischen welchen Spreizfedern sitzen. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 503 544 228 321; schweizerische Patentschrift Nr. 254047.