DE962827C - Verbindung zwischen den Laeuferwellen einer Turbine und eines Kreiselgeblaeses - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 25. APRIL 1957

M 28327 Ia/27c

Fritz Bauer, Augsburg

ist als Erfinder genannt worden

Die Erfindung betrifft eine Verbindung zwischen den Läuferwellen einer Turbine und eines Kreiselgebläses, von denen mindestens eine mindestens teilweise hohl ist, durch eine Welle, die innerhalb der hohlen Läuferwelle (n) angeordnet und mit den Läuferwellen gelenkig gekuppelt ist.

Bei einer solchen bekannten Verbindung werden die von den Läufern ausgeübten Schübe von den Drucklagern der bei den Läuferwellen aufgenommen. Diese Bauart hat den Nachteil, daß durch die Reibung in den Drucklagern Leistung verlorengeht; dieser Verlust kann bei Aufladegruppen z. B. bis zu 25 %> aller Lagerverluste betragen.

Die Erfindung vermeidet diesen Nachteil dadurch, daß die Schübe der Läufer nicht durch Drucklager aufgenommen, sondern innerhalb der Läufer ausgeglichen werden. Sie setzt dabei voraus, daß — was bei nicht gelenkig, sondern starr miteinander verbundenen Läuferwellen bekannt ist — die Turbine und das Gebläse so ausgelegt sind, daß die Schübe ihrer Läufer einander entgegengerichtet und wesentlich gleich groß sind. Sie besteht darin, daß die freien Schübe von der Gelenkwelle durch an sich bekannte kugelige Anschlagflächen in den Gelenkverbindungen zwischen den Läuferwellen und der Gelenkwelle aufgenommen werden.

Wenn die Turbine und das Kreiselgebläse so ausgelegt sind, daß die Gelenkwelle durch die Läuferschübe auf Druck beansprucht wird, dann können die Anschlagflächen durch gehärtete Scheiben, die

an den Enden der Gelenkwelle und der Läuferwellen befestigt sind, gebildet werden, wobei mindestens eine Fläche jedes Paares aneinanderschlagender Flächen eine Kugelkalotte ist.
Ferner kann die Hohlwelle aus zwei Teilen bestehen, wobei dann das eine Gelenk der Gelenkwelle innerhalb des der anderen Welle zugekehrten Hohlwellenteils angeordnet wird. Dadurch wird einerseits eine gute Zugänglichkeit zum Gelenk erreicht, und außerdem gestattet dies den Einbau einer Kupplungsnabe mit großem Durchmesser, z. B. Bogenzahnkupplungen.

Schließlich sei noch erwähnt, daß die Antriebsverbindung nach der Erfindung eine sehr gedrängte iS Bauweise ermöglicht, da man die einander benachbarten Lager von Turbinen- und Verdichterwelle nahe aneinanderlegen kann, so daß der Lagermittenabstand zwischen jenen beiden Lagern geringer wird als die Gelenkmittenentfernung der Gelenkwelle.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten werden im

Zusammenhang mit den Zeichnungen erläutert, die Ausführungsbeispiele von Antriebsverbindungen nach der Erfindung schematisch wiedergeben. Es zeigt

Fig. ι eine Verbindung, bei welcher die Gelenkwelle infolge Axialschub auf Druck beansprucht wird,

Fig. 2 den Teil A der Fig. ι in vergrößertem Maßstab,

Fig. 3 den Schnitt durch ein als Bogenzahnkupplung ausgebildetes Gelenk, das Druck und Zug übertragen kann.

In Fig. ι bedeutet ι das Laufrad einer Turbine, das am Flansch 2 der Hohlwelle 3 zentriert befestigt ist. Diese Hohlwelle besteht aus den Teilen 4 und S, die mittels der Gewindemuffe 6 mit Differenzgewinde 6', 6" zusammengehalten sind. Die Gewindemuffe 6 ist im mittleren Teil mit einer Paßbohrung 6"' versehen, in welcher die beiden Hohlwellenteile 4 und 5 zentriert sind. Diese Ausbildung der Verbindung gewährleistet eine präzise und sehr steife Verbindung der Hohlwellenteile. Das Differenzgewinde besteht darin, daß die an den Enden · der Gewindemuffe 6 eingeschnittenen Ge winde 6' und 6" verschiedene Steigungen haben. Die Hohlwelle 3 ist in den Lagern 7 und 8 gelagert Innerhalb der Hohlwelle befindet sich die Gelenkwelle 9, deren Gelenke 10, 11, wie an sich bekannt, als Bogenzahnkupplungen ausgebildet sind. Das Gelenk 10 ist innerhalb der durch die Gewindemuffe 6 hergestellten Verbindung angeordnet. Das aus der Hohlwelle 3 herausragende Ende der Gelenkwelle 9 ist mit der im Lager 18 gelagerten Welle 12 eines nicht dargestelltenKreiselverdichters gekuppelt. Auf ihr ist das Zahnrad 13 der Bogenzahnkupplung 11 aufgekeilt, während das den Außenzahnkranz tragende Gehäusen' der Bogenzahnkupplung 11 am Flansch 9' der Gelenkwelle 9 angeschraubt ist. Das vom Laufrad 1 der Turbine abgegebene Drehmoment wird also über den Flansch 2, den Hohlwellenteil 4 auf die Bogenzahnkupplung 10 übertragen und von hier über die Gelenkwelle 9, den Flansch 9', Gehäuse 11', Zahnrad 13 auf die Welle 12 des Kreiselradverdichters geleitet.

An den Enden der so verbundenen Teile 4, 9 und 12 sind gehärtete Scheiben 14, 15 und 16, 17 befestigt, die in der angegebenen Paarung zusammenarbeiten. Die Scheiben 14 und 16 besitzen eine ebene Fläche, während die Scheiben 15 und 17 kugelkalottenförmig ausgebildet sind. Der die Gelenkwelle 9 auf Druck beanspruchende Axialschub wird vom Läufer 1 über Flansch 2, Hohlwellenteil 4, Scheibenpaar 14, 15 und vom nicht dargestellten Läufer des Kreiselradverdichters über dessen Welle 12 und das Scheibenpaar 17, 16 auf die Gelenkwelle 9 übertragen.

Zur Zentrierung der Gelenkwelle 9 und. der durch Bogenzahnkupplungen gebildeten Gelenke 10, 11 sind diese Gelenke mit Zentrierhülsen 19 und 20 versehen, die über kugelzonenförmig ausgebildete Teile der Gelenke greifen. Die Anordnung ist aus der Darstellung der Fig. 2 besonders deutlich ersichtlich. Diese läßt ferner auf der den Anschlagflächen der Scheiben 14, 15 abgekehrten Seite noch eine Anlauf kante 21 erkennen, welche verhindert, daß nach dem Abschalten der Turbine das Zahnrad der Kupplung auf breiter Fläche gegen den Zentrierflansch anläuft und dadurch Zerstörungen durch Fressen hervorgerufen werden.

Zur Schmierung werden die Bogenzahnkupplungen 10 und 11 mit Spritzöl aus den Lagern 8 bzw. 18 versorgt. Beispielsweise aus dem Lager 8 entweichendes Schmieröl wird von einem Fangblech 22 aufgefangen und gelangt über die Bohrung 23 des Hohlwellenteiles 5 in deren Hohlraum 24 und über einen Kanal 25 in das Innere der Bogenzahnkupplung 10 zu deren Verzahnung.

In Fig. 3 sind die den Fig. 1 und 2 entsprechenden Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Unterschiedlich von jenen Ausführungen besitzt hier der Zentrierflansch I9_a zusätzlich noch eine kugelzonenförmige Anschlagfläche 26, so daß im Betrieb auch Zugkräfte auf die Gelenkwelle 9 übertragen werden können. In diesem Fall erübrigt sich die Anordnung einer besonderen Anlaufkante.

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Verbindung zwischen den Läuferwellen einer Turbine und eines Kreiselgebläses, von denen mindestens eine mindestens teilweise hohl ist, durch eine Welle, die innerhalb der hohlen Läuferwelle (n) angeordnet und mit den Läuferwellen gelenkig gekuppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Schübe der Läufer in an sich bekannter Weise einander entgegengerichtet und wesentlich gleich groß sind und daß sie von der Gelenkwelle durch an sich bekannte kugelige Anschlagflächen in den Gelenkverbindungen zwischen den Läuferwellen (3,12) und der Gelenkwelle (9) aufgenommen werden.

2. Verbindung nach Anspruch 1, deren Gelenkwelle durch die Läuferschübe auf Druck beansprucht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagflächen durch gehärtete Scheiben

(i4, 15, 16, 17) gebildet sind, die an den Enden der Gelenkwelle und der Läuferwellen befestigt sind, und daß mindestens eine der Flächen jedes Paares aneinanderschlagender Flächen eine Kugelkalotte ist.

3. Verbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die hohle Läuferwelle (3) aus zwei Teilen (4, 5) besteht und daß das eine Gelenk (10) der Gelenkwelle innerhalb des der anderen Läuferwelle zugewandten Hohlwellenteiles (5) angeordnet ist.

4. Verbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teile (4, 5) der Hohlwelle (3) mittels einer Gewindemuffe (6) mit Differenzgewinde zusammengehalten sind.

5. Verbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindemuffe (6) mit einer Paßbohrung (6'") versehen ist, in welcher die beiden Hohlwellenteile (4, 5) zentriert sind.

6. Verbindung nach einem oder mehreren der Anspräche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenke, wie an sich bekannt, als Bogenzahnkupplungen ausgebildet sind.

7. Verbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bogenzahnkupplungen je eine Zentrierhülse (19, 20) für die Gelenkwelle (9) aufweisen.

8. Verbindung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme von Zug in der Gelenkwelle die Gelenke mit je einer kugelzonenförmigen zusätzlichen Anschlagfläche (26 in Fig. 3) -versehen sind.

9. Verbindung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme von Zug in der Gelenkwelle die Gelenke mit je einer Anlauf kante (21 in Fig. 2) versehen sind.

10. Verbindung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwelle ein Fangblech (22) und Bohrungen (23, 25) aufweist, welche Spritzöl von einem Lager (8) der Hohlwelle in den Hohlraum (24) der Hohlwelle und zu den Zähnen der darin angeordneten Zahnkupplung (10) führen.

11. Verbindung nach Anspruch 6, bei der nur eine der Läuferwellen hohl, die andere nicht hohl ist, dadurch gekennzeichnet, daß an dem dieser anderen Welle zugekehrten Ende der Gelenkwelle mittels eines Flansches (9') ein hohles Gehäuse (ii') befestigt ist, welches das Kupplungszahnrad (13) dieser anderen Welle umschließt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 757890, 844235.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© ö» 7M/341· 19.56 (609 865 4.57)