DE10134043A1 - Vorrichtung zur Isolation und Verfahren zur Montage - Google Patents

Abstract

Bei einer Vorrichtung zur Isolation von Bauteilen, insbesondere Gasturbinengehäusen, wird auf das zu isolierende Bauteil (1) zunächst das Isoliermaterial (4) und darauf ein Deckelelement (5) montiert. Erfindungsgemäß ist zwischen dem Deckelement und dem Isoliermaterial ein Anpresselement (6, 7) angeordnet, welches in seiner Tiefe (t) bei der Montage einstellbar ist. Dies ermöglicht es, eine eng anliegende Isolation auch bei großen Form- und Maßtoleranzen des zu isolierenden Bauteils und der Deckelemente zu realisieren.

Description

Technisches Gebiet
• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Isolation von Bauteilen gemäß dem Anspruch 1. Sie betrifft weiterhin ein Verfahren zur Montage der Vorrichtung.
• Stand der Technik
• Die thermische und akustische Isolation von Maschinen und Maschinenteilen ist eine allgemein interessante Problemstellung. So müssen beispielsweise im Turbomaschinenbau die Gehäuse am Aussenumfang thermisch isoliert werden, um Wärmeverluste zu vermindern und eine vernünftig gleichmäßige Gehäuse-Temperaturverteilung zu erreichen. Üblicherweise werden die Gehäuse zur Isolation mit einer Schicht Isolationsmaterial umgeben, etwa Mineralwollkissen oder -matten, die eine geringe Wärmeleitfähigkeit haben, wobei die Isolationsschicht ihrerseits unter anderem zum Schutz gegen Beschädigungen mit Deckelementen - beispielsweise Deckbleche mit einer Stärke von 6 bis 10 mm - umgeben wird.
• Für eine bestmögliche Funktion muss die Isolationsschicht möglichst dicht am zu isolierenden Bauteil anliegen und mit einer gewissen Anpresskraft an das zu isolierende Bauteil angepresst werden. Dies ist aber gerade dann problematisch, wenn beispielsweise auf einem Gussgehäuse wie dem Aussenzylinder einer Gasturbine eine grossflächige Isolation angebracht werden soll. Das dichte Anliegen der Isolation am zu isolierenden Bauteil erfordert nämlich eine gute geometrische Übereinstimmung zwischen dem zu isolierenden Bauteil und der Isolation. Dies zu erreichen ist aber gerade bei großen Gehäuseteilen kosten- und zeitintensiv.
Darstellung der Erfindung
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Isolation von Bauteilen anzugeben, welche die Nachteile des Standes der Technik vermeidet.
• Erreicht wird dies hinsichtlich der Vorrichtung durch die Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs 1, und durch die Montage der Vorrichtung gemäß einem Verfahren nach dem Anspruch 5. Vorteilhafte und bevorzugte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen dargestellt.
• Kern der Erfindung ist also, die Geometrie der im Allgemeinen flexiblen und formbaren Isolation von derjenigen der mechanisch stabilen Deckelemente zu entkoppeln, und die Anpassung der Geometrie der Isolation erst während der Montage vorzunehmen. Dies erfolgt dadurch, dass die Isolationsschicht durch Anpresselemente, welche an einem Deckelement abgestützt sind, an das Bauteil angepresst wird, wobei die Tiefe des Anpresselements bei der Montage einstellbar ist.
• Eine Ausführungsform der Erfindung ist, die Anpresskraft über ein flächiges Element auf die Isolationsschicht zu übertragen, das seinerseits über eine in ein Deckelement eingeschraubte Gewindestange mit dem Deckelement verbunden ist. Durch Verstellung der Gewindestange kann dann sehr einfach die Tiefe des Anpresselementes eingestellt werden. Durch ein Anziehen des Gewindes mit einem bestimmten Drehmoment kann unabhängig von der Geometrie eine konstante Anpresskraft der Isolationsschicht auf dem Bauteil gewährleistet werden. Bevorzugt wird das Gewinde nach erfolgter Tiefeneinstellung im Deckelement gegen Verdrehen gesichert, vorzugsweise durch Verschweissen, Verstemmen, oder sonstige form- oder stoffschlüssige Verbindungen; gleichwohl ist es auch möglich, die Sicherung durch Kontern, Kleben, oder sonstige dem Fachmann zur Sicherung von Gewinden geläufige Massnahmen vorzunehmen.
• Es kann sich weiterhin als vorteilhaft erweisen, in das Anpresselement elastische Elemente zu integrieren. Durch die Verminderung der Steifigkeit der Anpresselemente resultieren geometrische Verschiebungen wie Differenzdehnungen zwischen dem Gehäuse und Deckelementen in einer geringeren Variation der Anpresskraft der Isolationsschicht.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich insbesondere zur Isolation der Gehäuse von Turbomaschinen.
• Die Vorrichtung wird montiert, indem auf das zu isolierende Bauteil beziehungsweise auf die zu isolierende Bauteiloberfläche zunächst das Isolationsmaterial aufgelegt wird und darüber das Deckelement angeordnet und am zu isolierenden Bauteil befestigt wird; danach wird die Tiefe des Anpresselementes eingestellt und das Anpresselement am Deckelement fixiert.
• Kurze Beschreibung der Zeichnung
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Die Zeichnung im Sinne der besseren Übersichtlichkeit stark vereinfacht, und alle für das Verständnis der Erfindung nicht unmittelbar notwendigen Elemente sind weggelassen. Im einzelnen zeigen Fig. 1 einen Ausschnitt eines Bauteils, welches mittels einer erfindungsgemässen Vorrichtung isoliert ist, und Fig. 2 die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Isolation des Gehäuses einer Turbomaschine.
Weg zur Ausführung der Erfindung
• Ein in Fig. 1 dargestelltes zu isolierendes Bauteil 1 weist zwei Vertiefungen 2, 3 auf, in denen Isolationskissen 4 anzuordnen sind. Zum Schutz der Isolation ist die isolierte Oberfläche mit einem mechanisch stabilen Deckelement 5, einem Abdeckblech von beispielsweise 6 bis 10, bevorzugt 6 bis 8 mm Dicke, abgedeckt. Beide Vertiefungen haben ein identisches Sollmaß für die Tiefe; jedoch weist die Vertiefung 2 eine geringere Tiefe als den Sollwert auf, während die Vertiefung 3 tiefer als das Sollmaß ist. Wenn das Bauteil 1 als Gussbauteil hergestellt wurde, und keine aufwändige Nachbearbeitung erfolgte oder sonstige zeit- und kostenintensive Maßnahmen im Herstellprozess getroffen wurden, sind derartige signifikante Toleranzen immanent. Die Isolationskissen werden durch Anpressvorrichtungen an das Bauteil angepresst. Die Anpressvorrichtungen sind hier als Schraubteller ausgeführt, und bestehen aus einer Anpressplatte 6 und einem Gewindebolzen 7. Der Gewindebolzen 7 ist in das Deckelement 5 eingeschraubt; dies erlaubt es, die Tiefe t des Anpresselementes bei der Montage entsprechend den Gegebenheiten anzupassen. Wenn die Gewindebolzen 7 mit einem Drehmoment angezogen werden, ergibt sich unabhängig von der Tiefe eine definierte Anpresskraft der Isolationskissen 4 auf das Bauteil 1. Nach erfolgter Tiefeneinstellung wird der Gewindebolzen 7 durch geeignete Mittel in dem Gewinde des Deckelementes 5 fixiert, und der überstehende Teil der Gewindebolzen 7 wird bevorzugt abgetrennt. Eines der Anpresselemente ist im Ausführungsbeispiel mit einem elastischen Element 8, hier einer Tellerfeder, versehen. Diese vermindert die Tiefensteife des Anpresselementes. Bei einer Veränderung der Tiefe t - beispielsweise durch Differenzdehnungen oder durch ein Setzten des Isolationskissens 4 - verändert sich die Anpresskraft aufgrund der geringeren Steife wesentlich geringer als bei der Ausführungsform ohne elastisches Element. Es versteht sich von selbst, dass gemäß der in den Ansprüchen gekennzeichneten Erfindung auch mehrere Anpresselemente auf ein größeres Isolationskissen oder eine Matte aus Isolationsmaterial, welche als Isolationsschicht angeordnet ist, wirken können.
• Fig. 2 zeigt schematisch die Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Isolation eines Gehäuses 9 einer Gasturbine, wobei letzteres nur sehr schematisch angedeutet ist. Das Gehäuse ist mit einer Isolationsschicht aus Isolationsmatten 11 umgeben. Deckelemente 5, welche als Deckbleche von einigen mm Dicke ausgeführt sind, sind über Gehäusenasen 10 mit dem Gehäuse verbunden. Am Umfang ist eine Anzahl von Anpresselementen, bestehend aus Anpressplatten 6 und Gewindestangen 7, auf die oben in Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebene Weise in die Deckelemente 5 eingeschraubt und fixiert. Aufgrund der Einstellbarkeit der Tiefe der Anpresselemente können Form- und Maßtoleranzen sowohl der Gehäuseaußenkontur als auch der Deckelemente groß sein, und es kann dennoch ein dichtes Anliegen der Isolationsschicht an der Gehäuseaußenkontur gewährleistet werden. Bezugszeichenliste 1 zu isolierendes Bauteil
  2 Vertiefung
  3 Vertiefung
  4 Isolationskissen, Isolationsmaterial, Isolationsschicht
  5 Deckelement
  6 Anpressplatte
  7 Gewindebolzen
  8 elastisches Element
  9 Turbomaschinengehäuse
  10 Gehäusenasen
  11 Isolationsmatten
  t Tiefe
  

Claims (5)

1. Vorrichtung zur Isolation von Bauteilen, beinhaltend die folgenden Elemente:

- wenigstens ein zu isolierendes Bauteil (1);

- wenigstens eine Isolationsschicht (4) aus einem Isolationsmaterial, welche auf dem zu isolierenden Bauteil aufgebracht ist;

- wenigstens ein Deckelement (5);

wobei an dem Deckelement und zwischen dem Deckelement und dem Isolationsmodul wenigstens ein Anpresselement (6, 7) angeordnet ist, welches eine Anpresskraft der Isolationsschicht auf das Bauteil vermittelt, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe (t) des Anpresselementes bei der Montage einstellbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Anpresselement ein Schraubteller ist, welcher mittels einer Gewindestange (7) im Deckelement (5) eingeschraubt ist, und mittels einer Anpressplatte (6) die Anpresskraft auf die Isolationsschicht (4) überträgt.

3. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Anpresselement ein elastisches Element (8) integriert ist.

4. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche zur Isolation des Gehäuses einer Turbomaschine.

5. Verfahren zur Montage einer Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit den folgenden Schritten:

- Auflegen der Isolationsschicht auf das Bauteil;

- Befestigung des Deckelementes an dem Bauteil;

- Einstellen der Tiefe des Anpresselementes;

- Fixierung des Anpresselementes am Deckelement.