两个轴的具有机械地预设的联接角的联接机构和相应的联接方法与流程

在燃气轮机发电站中通常为了提高效率而从燃气轮机的废热中产生蒸汽，借助于蒸汽能够运行蒸汽轮机以产生电流。在此，燃气轮机和发电机彼此固定地连接。一旦蒸汽轮机的频率相当于燃气轮机的频率，蒸汽轮机就与燃气轮机联接。在通常情况下，以随机的联接角进行联接。随机的联接角能够引起更高的不平衡度。因此，有利的是以特定的联接角联接，所述联接角用于降低不平衡度。燃气轮机和蒸汽轮机的联接是一个重要的例子；然而在多种情况下期望以特定的联接角联接。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种联接机构，所述联接机构能够实现以特定的联接角联接。

已知的是，提供第一轴与第二轴的联接机构，所述联接机构构成为，使得当第一轴具有比第二轴更高的速度时，进行第一轴与第二轴的联接。在此，在第一轴和第二轴之间的联接角由联接机构机械地预设。在现有技术中广为人知的是，当第一轴达到比第二轴更高的速度时进行联接的联接机构。不言而喻，第一轴在此仅暂时地能够具有比第二轴更高的速度。在联接结束之后，两个轴的速度是相同的。

然而，在此可实现不同的联接角。相应的联接角很大程度上随机地得到。本发明的不同之处在于，联接机构在其设计方面仅允许确定的联接角，即联接角是机械地预设的。为此，可考虑不同的措施。随后详细阐述一个重要的例子。

第一轴能够是蒸汽轮机，并且第二轴能够是燃气轮机。这从目前的角度看是本发明的主要应用。因为许多其他应用也是可能的，所以选择通用的术语第一轴和第二轴。

所述联接机构构成为自同步的切换联接机构，所述联接机构具有如下构造：

第一轴具有带有螺纹状的凹槽的区域，在螺纹状的凹槽上安装有滑动部件，使得当第一轴的速度和滑动部件的速度不一致时，滑动部件由于螺纹状的凹槽而沿第一轴的轴向方向移动。滑动部件能够通过在第一轴的轴向方向上移动进入使得第一轴和第二轴力配合连接的位置中。在滑动部件上安装有棘轮装置。第二轴具有棘爪装置，一旦第一轴具有比第二轴更高的转动速度，所述棘爪装置就接合到棘轮装置中。因此实现，滑动部件以第二轴的转动速度转动，由此滑动部件沿第一轴的轴向方向移动，并且将第一轴和第二轴力配合地连接。

上文所描述的构造是在自同步的切换联接机构中广为人知的。在此，具有多个不对称的齿的棘轮用作为棘轮装置，所述齿围绕环周均匀分布。因此，能实现多个联接角。

为了实现机械地预设的联接角，在根据本发明的设计方案中，棘轮装置构造为，使得仅在刚好一个环周位置处能实现棘爪装置的接合。棘爪装置能够是通常的棘爪。然而也可考虑多个类似的结构，所述结构造成在所述一个环周位置处啮合到棘轮装置中。

在本发明的一个实施方式中，尤其考虑到避免不平衡，机械地预设的联接角是可调节的。即，例如能够不在生产时一次性预设联接角，而是能够对其进行调整。这使得用于不同的预设的联接角的联接机构能够以相同方式制成，并且根据具体情况调节期望的机械地预设的联接角。然而尤其要注意的是，期望的机械地预设的联接角通常不是预先已知的。更确切地说，所述联接角从试验中得出，在所述试验中检查：在哪个联接角下所联接的轴的不平衡度最低。此外，不平衡度最低的联接角能够在运行中，然而尤其在所需的维修工作中发生变化。

在本发明的一个实施方式中，棘轮装置构成为，使得所述环周位置是可调节的。这使得能够调节机械地预设的联接角。如上所述，这刚好在避免不平衡的方面是非常期望的。这能够通过对使得棘爪装置能够接合到棘轮装置中的环周位置进行调节来实现。

在一个实施方式中，棘轮装置具有棘轮，所述棘轮具有多个在环周上分布的不对称的齿面。在此，在棘轮旁存在编码轮，所述编码轮仅在刚好一个环周位置处具有凹部，使得棘爪装置仅能够在刚好一个环周位置处接合。不言而喻，这种情况的前提是，棘爪装置相应地构成。因此，例如可使用常规的棘爪，所述棘爪沿两个轴的轴向方向延长，使得设置在旁边的编码轮必须具有凹陷部，从而能够实现接合到棘轮中。

在一个实施方式中，存在至少一个另外的编码轮，所述另外的编码轮在环周上具有刚好一个凹陷部。这可能允许更容易地且更准确地选择所述机械地预设的联接角。

通过一个或多个编码轮的可转动的实施方案，能够以简单的方式通过转动编码轮选择机械地预设的联接角。

要指出的是，为了将燃气轮机与蒸汽轮机联接，例如能够使用多级的连接。也就是说，在联接机构之内使用上文所描述类型的多个装置。这降低各个装置的机械负荷。

本发明也提出一种用于将第一轴与第二轴联接的方法，其中使用联接装置，借助于所述联接装置机械地预设第一轴和第二轴之间的联接角。在此，同时，通过影响第一轴或第二轴的转动速度来控制联接。附加地或替代地，影响联接时间点。以如下方式进行影响，使得对联接的控制有助于达到机械地预设的联接角。这两种措施的组合，也就是说具有机械地预设的联接角的联接机构的使用和相应的操控是非常期望的。机械地预设的联接角确保：遵循联接角。相应的操控确保其能够相对快地进行。

结合实施例的下面的描述，本发明的上文所描述的特性、特征和优点以及实现这些的方式和方法变得更清楚且更易理解，结合附图详细地阐述所述实施例。

附图说明

下面，根据附图描述本发明的实施例。所述附图不是按比例地示出实施例，更确切地说附图中用于阐述的地方以示意的和/或略失真的形式示出。关于对在附图中可直接看出的教导的补充，参照相关的现有技术。

相同的构件或具有相同功能的构件在此用相同的附图标记表示。

根据附图阐述其他细节。在此示出：

图1示出棘轮装置的示意图；

图2示出棘轮装置的示意侧面图；

图3示出现有技术中已知的自同步的切换联接机构；

图4、5和6示意地示出根据图3的切换联接机构的滑动部件的运动。

具体实施方式

首先，根据图3阐述从现有技术中已知的自同步的切换联接机构1。能看到第一轴2。在第一轴2上是带有螺纹状的凹槽的区域3。在具有凹槽的区域3上安装滑动部件4。螺纹状的凹槽造成，当滑动部件4的转动速度和第一轴2的转动速度不一致时，滑动部件4在第一轴2的轴向方向上运动。在滑动部件4上能看到对称的齿5。

同样能看到的是，属于第二轴的联接环6。联接环6具有接合区域7。在接合区域7中设有槽8，对称的齿5能够接合到所述槽中。通过将滑动部件4朝向接合区域7移动，齿5到达槽8中。因此，第一轴2和第二轴联接。

在滑动部件4上安装有棘轮9。在联接环6上设置有棘爪10。在箭头处能看到第一轴和第二轴的转动方向。只要第二轴进而联接环6比第一轴2更快地转动，那么滑动部件4能够自由地随着第一轴2一起转动。然而一旦第一轴2比第二轴的联接环6更快地转动，棘爪10就接合到棘轮9中。因此，滑动部件4不能比联接环6更快地转动，棘爪10固定在所述联接环上。第一轴2的更高的速度引起，滑动部件4在第一轴的轴向方向上运动。因此实现，齿5接合到接合区域7的槽8中。因此，实现第一轴2和第二轴之间的联接。

通过适当的设置方式实现，在棘爪10接合时，齿5能够实际上接合到槽8中，即转动位置一致。

图4至6是根据图3的上文所描述的切换联接机构的局部的侧视图。图4在此示出棘爪10接合的状态。这引起，滑动部件4向左移动，如图5中示出。因此，最后得到在图6中示出的状态，在所述状态中第一轴2和第二轴联接。

在描述了根据现有技术中已知的这种联接机构之后，现在对根据本发明做出的改动进行说明。

为了能够实现使第一轴2和第二轴之间仅以机械地预设的联接角进行联接，修改棘轮9。这在图1中示出。为此实现棘轮装置，在所述棘轮装置中在棘轮9旁还设置有编码轮11。

在示出沿两个轴的轴向方向的俯视图的图1中，能看到具有不对称的齿的线，所述线表示棘轮9。靠外的圆形的线是编码轮11。如能看到的，编码轮11在图1上方具有凹部12。棘爪10能够接合在凹部12上。当然，棘爪10在轴的轴向方向上必须延长，使得必须实现接合到棘轮9中以及接合到编码轮11中。

在图1中的内圆示出第一轴2的带有螺纹状的凹槽的区域3。

在图2中能看到图1的侧面图。

尽管本发明的细节通过优选的实施例详细说明和描述，但是本发明不局限于公开的例子，并且本领域技术人员能够从所述例子中推导出其他变型方案，而不脱离本发明的保护范围。