DE1208125B

DE1208125B - Shaft coupling

Info

Publication number: DE1208125B
Application number: DEG30923A
Authority: DE
Inventors: Herbert Nicolas Hoffman
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1959-11-12
Filing date: 1960-11-12
Publication date: 1965-12-30

Description

Wellenkupplung Die Erfindung betrifft eine Wellenkupplung mit zwei an zu kuppelnden Wellenenden zu befestigenden Flanschen, die durch ein nur 'Torsionskräfte übertragendes, hohles Kupplungsteil gekuppelt sind, in dem ein nur Axialkräfte übertragendes Kupplungsteil verläuft, dessen eines Ende an dem einen Flansch befestigt ist.Shaft Coupling The invention relates to a shaft coupling having two Flanges to be fastened to the shaft ends to be coupled, which are only supported by torsional forces transmitting, hollow coupling part are coupled, in which a transmitting only axial forces Coupling part extends, one end of which is attached to the one flange.

Bei einer bekannten Wellenkupplung dieser Art ist das andere Ende des nur Axialkräfte übertragenden Kupplungsteils mit einem Gewinde versehen und in ein ziemlich tief versenktes Gewindeloch des zugehörigen Wellenendes eingeschraubt. Dieses Wellenende ist außerdem mit einem integralen Bund versehen, dessen Seitenflächen mit einem feststehenden Bauteil ein Axiallager bilden. Beidseits des Axiallagers befinden sich bei dieser bekannten Anordnung jeweils ein Radiallager für dieses Wellenende. Das andere Wellenende ist ebenfalls durch ein Radiallager an dem festen Bauteil gelagert. Beide Wellenenden laufen in Flansche aus, die am Umfang eine Verzahnung aufweisen und über diese mit einer Innenverzahnung des nur Torsionskräfte übertragenden hohlen Kupplungsteiles gekuppelt sind.In a known shaft coupling of this type, the other end is the coupling part which only transmits axial forces is provided with a thread and screwed into a deeply countersunk threaded hole of the associated shaft end. This shaft end is also provided with an integral collar, its side surfaces form a thrust bearing with a stationary component. On both sides of the axial bearing in this known arrangement there is a radial bearing for this Shaft end. The other end of the shaft is also fixed to the fixed one by means of a radial bearing Component stored. Both shaft ends terminate in flanges, which are toothed on the circumference have and over this with an internal toothing of the only transferring torsional forces are coupled hollow coupling part.

Es ist ferner eine Kondensationsdampfturbine bekannt, die zwei Löcher enthält, die in der Mitte durch ein gemeinsames Lager gelagert sind, welches gleichzeitig als doppelseitiges Axialdrucklager ausgebildet ist und den Fixpunkt der Maschine darstellt.It is also known a condensing steam turbine which has two holes contains, which are stored in the middle by a common bearing, which at the same time is designed as a double-sided thrust bearing and the fixed point of the machine represents.

Es ist weiterhin eine Ritzelverbindung bekannt, bei welcher das Hohlritzel zusammen mit einem übergangskonus in Richtung auf die Welle derart verlängert ist, daß es sich im Wellenlager dreht. Das Ritzel ist außerdem auf der der Welle abgewandten Seite durch ein Radiallager gelagert. Die Verbindung zwischen dem Ritzel und Welle erfolgt mittels eines Keiles, und es ist in axialer Richtung bezüglich der Welle durch eine auf der Stirnseite eingeschraubte Schraube festgelegt.It is also known a pinion connection in which the hollow pinion is extended together with a transition cone in the direction of the shaft in such a way that that it rotates in the shaft bearing. The pinion is also on the one facing away from the shaft Side supported by a radial bearing. The connection between the pinion and shaft is done by means of a wedge, and it is in the axial direction with respect to the shaft fixed by a screw screwed into the face.

Die Erfindung setzt sich zur Aufgabe, eine Wellenkupplung der eingangs angegebenen Art zu schaffen, die eine relativ geringe axiale Baulänge aufweist, leicht zerlegbar ist und einfach an Flansche der Wellenenden angeflanscht werden kann, ohne daß eine besondere, der Kupplung angepaßte Formgebung der Wellenenden erforderlich ist.The invention has for its object a shaft coupling of the initially to create the specified type, which has a relatively short axial length, can be easily dismantled and simply flanged to the flanges of the shaft ends can, without a special, the coupling adapted shape of the shaft ends is required.

Eine Wellenkupplung mit zwei an zu kuppelnden Wellenenden zu befestigenden Flanschen, die durch ein nur Torsionskräfte übertragendes, hohles Kupplungsteil gekuppelt sind, in dem ein nur Axialkräfte übertragendes Kupplungsteil verläuft, dessen eines Ende an dem einen Flansch befestigt ist, ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche hohlzylinderförmige, einander gegenüberliegende Verlängerungen für ein Radiallager und außerhalb dieser Verlängerungen Stirnflächen für ein Axiallager aufweisen, die mit einem feststehenden Bauteil zusammenwirken, und daß das andere Ende des die Axialkräfte übertragenden Kupplungsteiles ebenfalls mit einem Flansch verbunden ist.A shaft coupling with two shaft ends to be attached to be coupled Flanges formed by a hollow coupling part that only transmits torsional forces are coupled, in which a coupling part that only transmits axial forces runs, one end of which is attached to the one flange is according to the invention thereby characterized in that the flanges are hollow cylindrical, opposite one another Extensions for a radial bearing and end faces outside of these extensions for a thrust bearing that interact with a stationary component, and that the other end of the coupling part transmitting the axial forces also is connected to a flange.

Der die Axialkräfte übertragende Kupplungsteil ist vorzugsweise geteilt, so daß die Kupplung zerlegt werden kann, ohne die Flanschverbindung lösen zu müssen.The coupling part transmitting the axial forces is preferably divided, so that the coupling can be dismantled without having to loosen the flange connection.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung teilweise im Schnitt dargestellt.In the drawing, an embodiment of the invention is partially shown in section.

Die dargestellte Wellenkupplung kuppelt eine angetriebene Welle i, die mit einem schweren, ringförmigen Endflansch i a versehen ist, mit einer antreibenden Welle 2, die einen entsprechenden Endflansch 2a aufweist. An dem Flansch la ist koaxial ein Kupplungsteil 4, am Flansch 2a ein Kupplungsteil 6 befestigt. Das Drehmoment wird zwischen den Wellen 1 und 2 durch eine an ihren beiden Enden verzahnte Muffe 7 übertragen. Die Übertragung von Axialkräften zwischen den Wellen 1 und 2 erfolgt durch ein teilbares nur Axialkräfte übertragendes Bauteil 8, 9.The shaft coupling shown couples a driven shaft i, which is provided with a heavy, annular end flange i a, with a driving one Shaft 2, which has a corresponding end flange 2a. Is on the flange la A coupling part 4 is coaxial and a coupling part 6 is fastened to the flange 2a. The torque is between the shafts 1 and 2 by a toothed sleeve at both ends 7 transferred. The transmission of axial forces between shafts 1 and 2 takes place by a divisible component 8, 9 which only transmits axial forces.

Die Last wird durch einen ruhenden Lagerbock 12 aufgenommen, der Teile 10, 11 eines Axiallagers und eine zweiteilige Gleitlagerschale 15 eines Radiallagers trägt. Der Flansch 4a des Kupplungsteils 4 hat eine. zylindrische Bohrung 4 b mit einer nach innen weisenden Keilnutenverzahnung 4 c und außerdem eine ringförmige, glatte Axiallagerfläche 4 d senkrecht zur Wellenachse. Ein in Axialrichtung vorspringendes Lagerteil 4 e des Kupplungsteils 4 ist außen mit einer Lagerfläche 4 f versehen.The load is absorbed by a stationary bearing block 12, which carries parts 10, 11 of an axial bearing and a two-part plain bearing shell 15 of a radial bearing. The flange 4a of the coupling part 4 has a. cylindrical bore 4 b with an inwardly pointing spline 4 c and also an annular, smooth axial bearing surface 4 d perpendicular to the shaft axis. A bearing part 4 e of the coupling part 4 protruding in the axial direction is provided on the outside with a bearing surface 4 f.

Das Kupplungstei16 hat entsprechend einen Flansch 6 a mit einer Bohrung 6 b, eine nach innen weisende Keilnutenverzahnung 6c und Schublagerflächen 6 d und ein zum Gleitlager gehöriges Teil 6 e mit einer Lagerfläche 6 f. Die jeweiligen Gleitlagerteile 4 e und 6 e erstrecken sich in Richtung aufeinander, sind voneinander jedoch durch einen Zwischenraum 14 getrennt, der einen Ausgleich für etwaige Justierungsfehler ermöglicht, die durch die Toleranzen zwischen den Gleitlagerteilen 4 e, 6 e und der zweiteiligen Lagerschale 15 entstehen können.The coupling part 16 accordingly has a flange 6 a with a bore 6 b, an inwardly pointing spline 6c and thrust bearing surfaces 6 d and a part 6 e belonging to the sliding bearing with a bearing surface 6 f. The respective sliding bearing parts 4 e and 6 e extend in the direction one on top of the other, but are separated from one another by an interspace 14, which enables compensation for any adjustment errors that may arise due to the tolerances between the plain bearing parts 4 e, 6 e and the two-part bearing shell 15.

Die Axiallager 10, 11 können beliebig ausgebildet sein und beispielsweise schwenkbare Backen enthalten; bei der dargestellten Ausführungsform sind sie in Axialrichtung durch Flächen 12a, 12b des Lagerbockes 12 abgestützt. Die Axiallager 10, 11 tragen Lagerpolster 10 a, 11 a, die mit Axiallagerflächen 4 d, 6d so zusammenwirken, daß keilförmige Ölschichten gebildet werden, die dem Schub der rotierenden Flansche in beiden Richtungen standhalten können.The axial bearings 10, 11 can be designed as desired and contain, for example, pivotable jaws; in the embodiment shown, they are supported in the axial direction by surfaces 12 a, 12 b of the bearing block 12. The thrust bearings 10, 11 support the bearing pads 10 a, 11 a, axial bearing with the d 4 6d cooperate, so that wedge-shaped oil films are formed, which can withstand the thrust of the rotating flanges in both directions.

Der Lagerbock 12 trägt außerdem eine Lagerschale 15 mit Auskleidungen 15 a, 15 b, in denen die Lagerteile 4 e bzw. 6 e laufen. Die Anordnung kann dadurch sehr gedrängt aufgebaut werden, da ja die Wellenkupplung bei minimalem Raumbedarf auch die Funktionen eines Axial- und Radiallagers erfüllt.The bearing block 12 also carries a bearing shell 15 with linings 15 a, 15 b, in which the bearing parts 4 e and 6 e run. As a result, the arrangement can be constructed in a very compact manner, since the shaft coupling also fulfills the functions of an axial and radial bearing with minimal space requirements.

Die Lagerteile 10, 11, 15 können aus Segmenten oder zwei Hälften aufgebaut sein, so daß sie bei eingesetzten, gekuppelten Wellen montiert oder ausgewechselt werden können.The bearing parts 10, 11, 15 can be constructed from segments or two halves so that they can be installed or replaced when the shafts are inserted and coupled can be.

Eine von den Lagerteilen 4 e und 6 e und dem Muffenkörper 7 a gebildete ringförmige Kammer 7 d dient als Schmiermittelraum. Die Verzahnung 7b, 7c der Muffe 7 hat ein radiales Spiel, so daß die Muffe 7 in axialer Richtung gleiten kann und durch sie auch dann ein Drehmoment zwischen den Wellen übertragen wird, wenn die Welle 1 bezüglich der Welle 2 verkantet ist. Ein Sichlösen der Muffe 7 wird durch einen Zwischenring 26 verhindert, der die axiale Bewegung der Muffe 7 zwischen einer Anschlagfläche 26 b und einem Anschlagring 27 in den Zähnen 6 c begrenzt.An annular chamber 7 d formed by the bearing parts 4 e and 6 e and the sleeve body 7 a serves as a lubricant space. The teeth 7b, 7c of the sleeve 7 have radial play so that the sleeve 7 can slide in the axial direction and a torque is transmitted between the shafts through it even when the shaft 1 is tilted with respect to the shaft 2. A loosening of the sleeve 7 is prevented by an intermediate ring 26 which limits the axial movement of the sleeve 7 between a stop surface 26 b and a stop ring 27 in the teeth 6 c.

Zur überiragung von Axialkräften zwischen den Wellen 1 und 2 dient ein zweiteiliger Druckstab 8, 9. Das Teil 8 des Druckstabes ist mit einem kreisförmigen Flansch 8a versehen, der in sich deckenden Aussparungen l b, 4g des Wellenflansches und des Kupplungsflansches angeordnet und an dem Kupplungsflansch 4 a befestigt ist. Das Stabteil 8 b endet in einem mit einem Innengewinde versehenen Kopf 8 c.Used to transfer axial forces between shafts 1 and 2 a two-part push rod 8, 9. The part 8 of the push rod is circular with a Flange 8a provided, the recesses l b, 4g of the shaft flange that overlap and the coupling flange arranged and attached to the coupling flange 4 a is. The rod part 8 b ends in an internally threaded head 8 c.

Das Druckstabteil9 besteht in entsprechender Weise aus einem kreisförmigen Flansch 9a, der in Aussparungen 6 g, 2 b der Flansche 6 bzw. 2 a angeordnet ist, ferner aus einem stabförmigen Teil 9 b und einem mit einem Außengewinde versehenen, bolzenförmigen Kopf 9 c, der in den Kopf 8 c des Druckstabteiles 8 eingeschraubt werden kann. Das Teil 9 ist am Kupplungsteil 6 befestigt. Durch diese Anordnung können die Teile 8 und 9 miteinander verschraubt oder voneinander gelöst werden, wenn die Welle 1 gedreht und die Welle 2 festgehalten wird, vorausgesetzt, daß die Muffe 7 nicht eingerastet ist.The push rod part 9 consists in a corresponding manner of a circular one Flange 9a, which is arranged in recesses 6 g, 2 b of the flanges 6 and 2 a, respectively, furthermore from a rod-shaped part 9 b and one provided with an external thread, bolt-shaped head 9 c, which is screwed into the head 8 c of the push rod part 8 can be. The part 9 is attached to the coupling part 6. Through this arrangement parts 8 and 9 can be screwed together or detached from one another, when the shaft 1 is rotated and the shaft 2 is held, provided that the Sleeve 7 is not engaged.

Auf diese Weise ist die übertragung von Axialkräften zwischen den Wellen 1 und 2 gewährleistet. Die Teile 8 b und 9 b des Druckstabes sind verhältnismäßig schlank und lassen sich biegen, wenn der Flansch 1 a gegenüber dem Flansch 2a verkantet wird, während sich die Wellen drehen.In this way, the transmission of axial forces between the Waves 1 and 2 guaranteed. The parts 8 b and 9 b of the push rod are proportionate slim and can be bent when the flange 1 a is tilted relative to the flange 2a as the shafts turn.

Durch die beschriebene Kupplung wird zur übertragung eines Drehmoments und eines Schubes zwischen zwei Wellen nur ein Minimum an Raum benötigt, wobei die beiden Wellen wechselnden Kräften einschließlich Axialkräften und Einflüssen, die die Ausrichtung der beiden Wellen beeinflussen, ausgesetzt sein können. Die Kupplung kann auseinandergenommen werden, ohne daß dazu die Wellen aus ihren Lagern entfernt werden müssen, und die erneute Montage bringt keine Gefahr mit sich, die konzentrische Einrichtung der Lager und Wellen zu stören.The clutch described is used to transmit a torque and a thrust between two shafts requires only a minimum of space, the two shafts alternating forces including axial forces and influences that affect the alignment of the two shafts. The coupling can be taken apart without removing the shafts from their bearings must be, and the reassembly does not involve any risk of concentric Disrupt set up of bearings and shafts.

Claims

Claims: 1. Shaft coupling with two flanges to be fastened to shaft ends to be coupled, which are coupled by a hollow coupling part which only transmits torsional forces and in which a coupling part which only transmits axial forces runs, one end of which is fastened to one flange, characterized in that the flanges (4, 6) have hollow cylindrical, opposing extensions (4 e, 6 e) for a radial bearing (15) and outside of the hollow cylindrical extensions lying end faces (4d, 6d) for an axial bearing (10, 11), which with a stationary component (12) cooperate, and that the other end of the axial forces transmitting coupling part (8) is also connected to a flange.

2. Shaft coupling according to claim 1, characterized in that that the coupling part (8) which transmits the axial forces is divided. Considered Publications: German Patent Nos. 749 609, 807 873, 859 986; Swiss U.S. Patent No. 229,677; U.S. Patent Nos. 1770,743, 1968 023, 2,867,999; R. C. M c L e o d, "A High Speed Condensing Steam Turbine," magazine "Construction", Springer-Verlag Berlin, 9th year (1957), no. 7, pp. 282 and 283.