AT340559B - Einrichtung zur geringhaltung des spiels zwischen zwei gegeneinander bewegten maschinenteilen - Google Patents

Description

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   Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zur Geringhaltung des Spiels zwischen zwei gegeneinander bewegten Maschinenteilen, bei der im Bereich des Spiels zwischen den Maschinenteilen wenigstens ein abreibbares   Streifschutzelement   angeordnet ist. 



   Der Wirkungsgrad von Turbinen, Kompressoren, Druckwellenmaschinen usw. sinkt mit zunehmendem
Spiel zwischen Rotor und Stator. Es wird daher stets versucht, das Spiel zwischen dem Rotor einerseits und dem Stator anderseits möglichst gering zu halten, wobei aber Beschädigungen der Anlage durch ein
Streifen der Rotorschaufeln bzw. der Zellwände am Stator zu vermeiden sind. Die optimale Spielgrösse wird auf Grund von Materialeigenschaften, der Herstellungstechnologie und der Grösse des Rotors und des Stators sowie auf Grund der Betriebsbedingungen, denen die Maschine unterworfen ist, festgelegt. Dabei muss darauf geachtet werden, dass auch in Ausnahmefällen, in denen der Rotor den Stator streift die Anlage nicht beschädigt wird. Solche Ausnahmefälle können   z.

   B.   bei der Inbetriebsetzung der Anlage, bei starken Vibrationen, bei übermässiger Temperaturerhöhung usw. auftreten. 



   Um das Spiel zwischen dem Rotor und dem Stator möglichst klein zu halten, wurde vorgeschlagen, die Rotorschaufeln am Kopf mit einer Anschärfung zu versehen. Streifen die Schaufeln den Stator, so werden die   angeschärften   Schaufelenden verbogen oder abgerieben, so dass keine schädlichen Streifkräfte auftreten. 



   Um das Spiel zwischen dem Rotor und dem Stator möglichst klein zu halten, wurde weiter vorgeschlagen, die Statorwände innenseitig mit einer relativ weichen Schicht zu überziehen, welche von den streifenden Rotorschaufeln abgerieben oder verbogen wird. Solche Schichten bestehen   z. B.   aus mit Füllstoffen vermengtem Kunstharz, aus Graphit, aus gespritzten oder gesinterten porösen Nickelchromlegierungen, oder Nickel-Graphit-Werkstoffen, aus Wabenzellen usw. und werden als abreibbare Streifschutzschichten bezeichnet. In jedem Fall fehlte diesen Streifschutzschichten die Eigenschaft unter dem Einfluss der Umgebungstemperatur und/oder Umgebungsatmosphäre zu wachsen. 



   Diese bekannten Vorschläge besitzen daher den Nachteil, dass die weichen Schichten oder die angeschärften Schaufelenden bei einer Streifung eine irreversible Formänderung erfahren, indem sie gebogen oder abgerieben werden. Dazu kommt noch die Korrosion und Erosion der Schaufelenden bzw. der Zellwandenden und der Statorwand, so dass bei einem langfristigen Betrieb das Spiel zwischen dem Rotor und dem Stator ständig zunimmt und der Wirkungsgrad der Maschine abnimmt. 



   Die Erfindung stellt sich nun die Aufgabe, das Spiel zwischen einem rotierenden Teil und einem Statorteil auch bei langfristigem Betrieb möglichst klein zu halten. 



   Bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art, wird dies   erfindungsgemäss   dadurch erreicht, dass das Streifschutzelement aus einem, vorzugsweise porösen, Graphit-Metall-Sintermaterial besteht und dass der Spielspalt zwischen den Maschinenteilen ein mit dem Sintermaterial reagierendes Aufkohlungs-,   Aufstickungs-, Aufschwefelungs-und/oder   Oxydationsmedium enthält. 
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 zwischen dem Rotor --8-- und dem Stator --7-- die Entfernung --9-- bzw. das   Speil-10-möglichst   klein zu halten. Zu diesem Zweck ist im Stator --7-- eine Platte --12-- aus einem wachsenden Werkstoff eingegossen. Auch hier wächst die Platte --12--, bedingt durch die oxydierende Betriebsatmosphäre einerseits und die Betriebstemperatur anderseits gegen den Rotor --8--. 



   Im Unterschied zum Anwendungsbeispiel nach Fig. 2 kann die Platte --12-- beispielsweise fest mit der
Stirnseite des Rotors --8-- verbunden sein, so dass sie in Richtung der Rotorachse gegen den Stator - wächst. Grundsätzlich ist man frei, am Rotor und/oder am Stator ein wachsendes Element anzubringen. Da die Rotorteile in der Regel einer starken mechanischen Beanspruchung unterworfen sind, erscheint es zweckmässig, nur die Statorteile mit wachsenden Elementen zu versehen. Falls in den
Beispielen nach Fig. 1 und 2 der Ausnahmeabrieb ausbleibt und das Wachstum des Segmentringes --5-- bzw. der   Platte --12-- grösser   ist als ihr Korrosions- und Erosionsabtrag, werden diese langsam durch den Rotor abgerieben, so dass das Spiel --6 bzw.   10-- ständig   minimal bleibt. 



   Die Elemente --5 und   12-- bestehen   zweckmässig aus gesinterten Graphit-Metall-Werkstoffen, wobei die Metallphase, Nickel, Kupfer, Eisen, Zinn, Blei, Antimon und/oder Zink aufweist. Wie die Wachstumskurven in Fig. 3 zeigen, erfolgt das Wachstum an Luft umso schneller, je mehr die Metallphase leicht oxydierbare Elemente wie Kupfer und Zinn enthält. Im Prinzip können zur Herstellung der Elemente --5, 12-- alle Materialien verwendet werden, die unter dem Einfluss von chemischen Elementen oder Verbindungen der Umgebung,   z. B.   durch Aufkohlung, Aufstickung, Aufschwefelung, Oxydation usw. oder durch eine Gefügeveränderung unter der Wirkung der Umgebungstemperatur wachsen. 



   Die Befestigung der Elemente am tragenden Grundmaterial des Stators oder des Rotors erfolgt durch übliche Verbindungstechnik wie   z. B.   mechanisch, durch Löten, Schweissen, Eingiessen, Aufsintern usw. 



   Falls die Streifkräfte besonders gering sein sollen, kann bei beiden beschriebenen Anwendungsbeispielen rotorseitig auf das Element --5 bzw. 12-- noch eine leicht abreibbare   Streifenschutzschichte   bekannter Art aufgetragen werden. 



   Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 bezeichnen äquivalente Hinweisziffern gleiche oder äquivalente Teile wie im Beispiel nach Fig. 2. Im Unterschied zum vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel besteht sowohl der stirnseitige   Abschlussdeckel --1-- des Stators --7'-- als   auch die   Platte --12'-- aus   dem gleichen, unter dem Einfluss der Umgebungsatmosphäre und/oder der Umgebungstemperatur wachsenden Material und sind aus einem Stück gefertigt. Die Trennung zwischen dem   Abschlussdeckel --11-- und   der Platte --12-- ist symbolisch durch eine strichpunktierte Linie angedeutet. Um ein Wachsen der   Abschlussplatte --11'-- zu   vermeiden, kann diese beispielsweise mit   Kühlschlangen --13-- durchsetzt   sein, welche eine konstante, niedere Betriebstemperatur gewährleistet.

   Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist es möglich, auf einer der Stirnseiten-Si oder S2-- oder auf beiden zusammen, abreibbare Streifschutzelemente bekannter Art anzubringen. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Einrichtung zur Geringhaltung des Spiels zwischen zwei gegeneinander bewegten Maschinenteilen, bei der im Bereich des Spiels zwischen den Maschinenteilen wenigstens ein abreibbares Streifschutzelement 
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Claims (1)

1. Metallkomponente des Sintermaterials Nickel, Kupfer, Eisen, Zinn, Blei, Antimon und/oder Zink enthält.

   3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Streifenschutzelement (12') in das Grundmaterial des Maschinenteiles eingegossen ist. <Desc/Clms Page number 3>

   4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass an beiden Maschinenteilen (1, 2 bzw. 3 ; 7 bzw. 11, 8 ; 7'bzw. 11', 8') im Bereich des Spiels einander gegenüberliegend angeordnete Streifschutzelemente (5 ; 12 ; 12') angeordnet sind