DK142207B - Blokeringsmekanisme til roterende turbineaksler. - Google Patents

Description

142207

Opfindelsen angår en blokeringsmekanisme til roterende turbineaksler, navnlig turboladeres aksler, og som kan anbringes på turboladerens kompressorside og/eller turbineside og har elastiske mellemled.

Ved havari i en turbolader i et dieselmotoranlæg, f.eks. ved be-5 skadigelse af skovle eller lejer, er det for at undgå total standsning af anlægget nødvendigt at bringe turbineakslen til standsning og derpå uden ladning at fortsætte driften af den hidtil ladede dieselmotor. Ved standset turbolader gennemstrømmer dieselmotorens udstødsgasser fortsat de nu stillestående turbineskovle i aksial retning og udøver dermed 10 et drejningsmoment på turbinehjulet. For at forhindre drejning af turboladerens aksel skal denne blokeres ved hjælp af en bremsende mekanisme, som udøver et tilsvarende i modsat retning virkende drejnings-moment. De hidtil kendte og anvendte blokeringsmekanismer kan f.eks. være anbragte på kompressorsiden og på turbinesiden. Hertil anvendes 15 i almindelighed to identiske blokeringsmekanismer. Til udligning af fremstillingstolerancer og aksiale termiske udvidelser af den blokerede aksel anbringes der dog på turbinesiden et elastisk mellemled mellem blokeringsmekanismen og turbinehuset.

Ved den kendte metode til blokering af turboladerens aksel er det 20 imidlertid en ulempe, at de i den modsatte retning virkende drejningsmomenter, som de to blokeringsmekanismer udøver, er meget forskellige i forhold til hinanden. Turbinehjulet er anbragt symmetrisk i forhold til turbineakslens endelejer, hvorved vægtarmen bliver væsentlig længere på kompressorsiden. Derved er det på kompressorsiden indvirkende 25 drejningsmoment mindre end det på turbinesiden indvirkende modsatte drejningsmoment. Derved kan der ved vridning optræde en deformering eller overbelastning af akselenden.

Formålet med den foreliggende opfindelse er at tilvejebringe en blokeringsmekanisme, der på enkel måde kan fastgøres på et hvilket som 30 helst tilgængeligt sted på turbineakslen. Fortrinsvis skal det påkrævede modsatte drejningsmoment tilvejebringes under udnyttelse af blokeringssædets forholdsvis korte afstand fra turbinehjulet, således at der fås en vridningsfri forbindelse.

Denne opgave løses ifølge opfindelsen ved, at en på turboladerhu-35 set fiksérbar ringformet yderflange og en tilsvarende ringformet, på turbineakslen forskydeligt lejret inderflange ved hjælp af en med en stopring fastholdt fjeder er således forbundne med hinanden, at de er aksialt forskydelige i forhold til hinanden, og at spændeelementer bestående af en opslidset inderbøsning, en yderbøsning og spændeskruer, 2 142207 hvoraf inderbøsningen sidder pi en aftrapning pi akslen og med en radialt udadvendende konisk flade ligger an mod yderbøsningen, er anbragte i en reces i inderflangen på en sådan måde, at turboladerakslen kan fikseres ved tilspænding af spændeskruerne.

5 Fordelen ved denne mekanisme består navnlig i, at forbindelsen af yderflangen med inderflangen ved hjælp af med bringerstifter giver en aksial forskydelighed af de to flanger i forhold til hinanden og derved på enkel måde muliggør en udligning af mekaniske og termiske udvidelser. Anbringelsen af spændeelementer i inderflangen samt en opslidset 10 inderbøsning, som sidder på en aftrapning på turboladerakslen, giver blokering af akslen ved friktion. Ved hjælp af anbringelsen af fjederen mellem yderflangen og inderflangen opnås, at yderflangen efter at have været demonteret, atter skubbes tilbage i den oprindelige stilling.

Medbringerstifterne kan hensigtsmæssigt være anbragte i aksialt 15 rettede boringer, der er anbragte på en sidan måde, at deres længdeakse ligger i skilleplanen mellem yderflangen og inderflangen, og spæn-deelementerne kan bestå af en yderbøsning og spændeskruer, og yderbøsningen og den opslidsede inderbøsning kan have koniske flader.

Ved hjælp af spændeelementer bestående af en yderbøsning, spæn-20 deskruer og en opslidset inderbøsning opnås mulighed for på enkel måde ved spænding af spændeskruerne at trække den opslidsede inder-bøsnings og yderbøsningens koniske flader mod hinanden på en sådan måde, at den opslidsede inderbøsning tilsvarende kraftigt trykkes mod turboladerakslen, fortrinsvis mod en aftrapning på denne, hvorved der 25 opnås en friktionsforbindelse.

Endvidere kan der fordelt over yderbøsningens omkreds skiftevis være anbragt gevindboringer og udtrykkerflader.

Ved hjælp af denne skiftevise anbringelse af gevindboringer og udtrykkerflader over yderbøsningens omkreds opnås mulighed for på 30 enkel måde at anvende spændeskruerne både til blokering af turboladerakslen og til frigørelse af blokeringsmekanismen, idet disse kan indsættes i tilsvarende boringer i inderflangen.

Ifølge yderligere en foretrukken udførelsesform er der over inder-flangens omkreds anbragt udtrykkergevind ud for yderbøsningens ud-35 trykkerflader og til optagelse af spændeskruerne anbragt gennemgangsboringer i inderflangen og gevindboringer i yderbøsningen.

Derved opnås den fordel, at blokeringsmekanismen uden anvendelse af særlige spænde- eller udtrykkerskruer kan fikseres på turboladerakslen og atter frigøres fra denne ved hjælp af de samme spændeskruer.

142207 3 På tegningen er en udførelsesform for blokeringsmekanismen ifølge opfindelsen anskueliggjort i forenklet form. P§ tegningen viser: fig. 1 en blokeringsmekanisme ifølge opfindelsen i blokeret stilling, og 5 fig. 2 samme blokeringsmekanisme som vist i fig. 1 i løsnet stilling.

I fig. 1 ses et hus, fortrinsvis en turboladers hus, i hvilket en turboladeraksel 2 er lejret. Turboladerakslen 2 har en aftrapning 3.

På huset 1 er ved hjælp af fastgørelsesskruer 6 fastgjort en til en blo-10 keringsmekanisme hørende ringformet yderflange 4, der ved den ende, ved hvilken den er fastgjort til huset 1, har en stopring 5, hvormed en fjeder 14, der rager radialt indad forbi indersiden af yderflangen, fastholdes mod endefladen af yderflangen. En i forhold til yderflangen 4 aksialt forskydelig, ligeledes ringformet inderflange 7 er ved hjælp af 15 spændeelementer, der består af en opslidset inderbøsning 8, en yderbøsning 9 og spændeskruer 10 under friktionsindgreb med turboladerakslen 2, fortrinsvis med akselaftrapningen 3, fastklemt på denne.

Til optagelse af spændeskruerne 10 er inderflangen 7 forsynet med en boring 11. Både den opslidsede inderbøsning 8 og yderbøsningen 9 har 20 koniske flader 12. I inderflangen 7‘s og yderflangen 4's skilleplan er der anbragt medbringerstifter 13. Fjederen 14 ligger med fjederkraft an mod endefladen af inderflangen 7. Inderflangen 7 er på sin mod turboladerakslen 2 vendende inderflade udformet som en føring 15, der hviler mod turboladerakslen 2.

25 I fig. 2 er blokeringsmekanismen vist i løsnet stilling, og dele svarende til de i fig. 1 viste dele er betegnede med de samme henvisningstal. Fastgørelsesskruerne 6 er løsnede fra huset 1, og samtidig er spændeskruerne skruet ind i et udtrykkergevind 16 i inderflangen 7 og trykker med deres endeflade mod en udtrykkerflade 17 på yder-30 bøsningen 9, hvorved den opslidsede inderbøsning 8's og yderbøsningen 9's koniske flader 12 frigøres fra hinanden, således at blokeringsmekanismen kan aftages fra aksel kraven 3. For at forhindre, at den opslidsede inderbøsning 8 og yderbøsningen 9 i mekanismens løsnede stilling kan falde ud af inderflangen 7, er der anbragt en spærrering, 35 fortrinsvis en seegerring 18 i inderflangen 7.

Blokeringsmekanismens funktionsmåde er som følger: Til blokering af turboladerakslen 2 bliver den af yderflangen 4, inderflangen 7, stopringen 5, udligningsfjederen 14 og de i inderflangen 7's og yderflangen 4's skilleplan anbragte medbringerstifter 13 bestående del af bloke- 4 142207 ringsmekanismen med føringen 15 skudt ind på turboladerakslen 2. Yderflangen 4 fastgøres ved hjælp af fastgørelsesskruerne 6 pi huset 1, og inderflangen 7 fastklemmes pi turboladerakslen 2 ved hjælp af spænde-elementerne 8, 9 og 10, idet spændeskruerne 10, som rager gennem 5 boringerne 11 i inderflangen 7, indsættes i gevindboringerne 19. Ved indskruningen af spændeskruerne 10 i yderbøsningen 9's gevindboringer 19 forskydes spændeelementerne 8, 9 aksialt på en sådan måde, at de ved hjælp af de koniske flader 12 trykker den opslidsede inderbøs-ning 8 i friktionsindgreb med turboladerakslen 2, fortrinsvis med aksei-10 aftrapningen 3 på en sådan måde, at akslen er blokeret. Udformningen af blokeringsmekanismen i inderflangen 7 og yderflangen 4 muliggør en forskydning af blokeringsmekanismen i forhold til turboladerakslen 2. Fjederen 14 bringer inderflangen 7 tilbage i dennes normalstilling i forhold til yderflangen 4. Medbringerstifterne 13 overfører drejningsmomen-15 tet. fra inderflangen 7 til yderflangen 4. Til afmontering af blokerings-mekanismen skrues spændeskruerne 10 ud af yderbøsningen 9's gevindboringer 19 og skrues så langt ind i mellem de enkelte boringer 11 i inderflangen 7 anbragte udtrykkergevind 16, at de med deres endeflader støder mod yderbøsningen 9's udtrykkerflade 17. Ved yderligere 20 spænding trykkes yderbøsningen 9 bort fra dens opslidsede inderbøs-ning 8fs koniske flade. Spændeskruerne 10's bevægelsesstrækning er begrænset af deres gevindlængde. Efter udskruning af fastgørelsesskruerne 6 af deres boringer i huset 1 kan blokeringsmekanismen trækkes af turboladerakslen 2. Ved hjælp af føringen 15, hvis indvendige 25 diameter stemmer overens med turboladerakslen 2's udvendige diameter, lettes montering og demontering af blokeringsmekanismen og desuden undgås fastklemning.