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Die Erfindung betrifft ein teilbares Gehäuse für ein in dem teilbaren Gehäuse aufnehmbares Getriebe mit zumindest einer Getriebewelle, insbesondere eines Getriebes einer Fluidmaschine.
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Verdichter bzw. fluidekomprimierende Vorrichtungen werden in verschiedenen Industriebereichen für verschiedene Anwendungen genutzt, bei denen es um eine Kompression oder Verdichtung von Fluiden, im Speziellen (Prozess-)Gasen, geht. Bekannte Beispiele hierfür sind Turboverdichter in mobilen industriellen Anwendungen, wie in Abgasturboladern oder in Strahltriebwerken, oder auch in stationären industriellen Anwendungen, wie Getriebe- bzw. Getriebeturboverdichter für eine Luftzerlegung.
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Bei einem solchen – in seiner Arbeitsweise kontinuierlich arbeitenden – Turboverdichter wird die Druckerhöhung (Verdichtung) des Fluids dadurch bewirkt, dass ein Drehimpuls des Fluids von Eintritt zu Austritt durch ein rotierendes, radial erstreckende Schaufeln aufweisendes Laufrad des Turboverdichters durch die Rotation von den Schaufeln erhöht wird. Hier, d.h. in einer solchen Verdichterstufe, steigen Druck und Temperatur des Fluids, während die relative (Strömungs-)Geschwindigkeit des Fluids im Laufrad bzw. Turbolaufrad sinkt.
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Um eine möglichst hohe Druckerhöhung bzw. Verdichtung des Fluids zu erreichen, können mehrere solcher Verdichterstufen hintereinander geschaltet werden.
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Als Bauformen von Turboverdichtern unterscheidet man zwischen Radial- und Axialverdichtern.
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Bei dem Axialverdichter strömt das zu komprimierende Fluid, beispielsweise ein Prozessgas, in paralleler Richtung zur Achse (Axialrichtung) durch den Verdichter. Bei dem Radialverdichter strömt das Gas axial in das Laufrad der Verdichterstufe und wird dann nach außen (radial, Radialrichtung) abgelenkt. Bei mehrstufigen Radialverdichtern wird damit hinter jeder Stufe eine Strömungsumlenkung notwendig.
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Kombinierte Bauarten von Axial- und Radialverdichtern saugen mit ihren Axialstufen große Volumenströme an, die in den anschließenden Radialstufen auf hohe Drücke komprimiert werden.
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Während meist einwellige Maschinen zum Einsatz kommen, sind bei (mehrstufigen) Getriebeturboverdichtern (kurz im Folgenden auch nur Getriebeverdichter) die einzelnen Verdichterstufen um ein auf einer (Großrad-)Welle angeordnetes Großrad (kurz im Folgenden nur Großrad) herum gruppiert. Eine oder mehrere parallele (Ritzel-)Wellen, die jeweils ein oder zwei – in als (äußere) Gehäuseanbauten realisierte Spiralgehäusen aufgenommene – Laufräder (an freien Wellenenden der Ritzelwellen angeordnete Turbolaufräder) tragen, werden von einem großen, im Gehäuse (üblicherweise auch als Getriebekasten bezeichnet) gelagerten Antriebszahnrad, d.h. dem Großrad, angetrieben.
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Die die Laufräder aufnehmenden bzw. strömungsführenden Spiralgehäuse sind dabei außen an dem Gehäuse bzw. Getriebekasten befestigt, meist verschraubt, wodurch die Laufräder eines solchen Getriebeverdichters außerhalb des Gehäuses bzw. Getriebekastens zu liegen kommen, wohingegen das eigentliche Getriebe eines solchen Getriebeverdichters innerhalb des Gehäuses bzw. Getriebekastens angeordnet ist.
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Aus Montagegründen wird das Gehäuse bzw. der Getriebekasten eines solchen Getriebeverdichters mehrteilig ausgeführt, d.h. zwei (oder gegebenenfalls auch mehrere) Gehäuseelemente sind (jeweils) durch/über eine horizontale Teilfuge getrennt horizontal aufeinander angeordnet – und verschraubt.
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In üblicher Anordnung (beispielsweise eines vierstufigen Getriebeverdichters) liegen so zwei Ritzelwellen in einer horizontalen Teilfuge (gebildet durch einen Getriebeunterkasten und einen horizontal darüber angeordneten Getriebeoberkasten) mit dem Großrad bzw. dessen Großradwelle. D.h., alle drei Wellen liegen – üblicherweise aufgenommen über Lager in entsprechenden Lageraufnahmen in der Teilfuge – in einer/m ((gemeinsamen) horizontalen, waagrechten) Ebene/Niveau.
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Es ergeben sich bei dieser Anordnung so vier freie Wellenenden an den insgesamt zwei Ritzelwellen, welche – mit in den Spiralgehäusen aufgenommenen Turbolaufrädern bestückt – (in diesem Fall) eine mehrstufige Getriebeturbomaschine mit vier möglichen Prozessstufen realisierbar machen.
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Ein solcher Getriebeverdichter, beispielsweise ein Getriebeverdichter der Firma Siemens mit der Bezeichnung STC-GC, eingesetzt für die Luftzerlegung, ist aus http://www.energy.siemens.com/hq/de/verdichtung-expansion-ventilation/turboverdichter/getriebeturboverdichter/stcgc.htm (erhältlich am 27.03.2016) bekannt.
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Bei einem mehrstufigen Getriebeverdichter, insbesondere für große Volumenströme, kann es sein, dass dessen – außen an dem Gehäuse/Getriebekasten verschraubten – Spiralgehäuse schwer sind, wodurch, d.h. durch die hohen Gewichtskräfte der Spiralgehäuse, – sind sie mit dem Gehäuse/Getriebekasten verschraubt – diese das Gehäuse/Getriebekasten – elastisch oder sogar plastisch – verformen.
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Diese Gehäuseverformungen wirken sich auf die Lageraufnahmen für die (Ritzel-/Großrad-)Wellen eines solchen Getriebeverdichters aus, d.h. verschieben und/oder verformen diese, – und führen so zu unzureichenden Verzahnungstragbildern und Kantenträgern in den Wellenlagern. Zudem wird – durch die Gehäuseverformungen bzw. die Änderungen an den Lageraufnahmen – ein Ausrichten der strömungsführenden Spiralgehäuse zu den Laufrädern, wie auch ein Einstellen von engen Spalten zwischen rotierenden und feststehenden Teilen eines solchen Getriebeverdichters, welche engen Spalte für einen solchen Getriebeverdichter charakteristisch und seinen Wirkungsgrad äußerst wichtig sind, schwierig bis unmöglich.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gehäuse für ein Getriebe, insbesondere für ein Getriebe eines Getriebeverdichters, anzugeben, welches die Nachteile aus dem Stand der Technik verbessert, insbesondere welches unter äußeren Lasten, wie an dem Gehäuse montierten Anbauteilen, wie beispielsweise Spiralgehäuse, nur geringe bis keine Verformungen zulässt sowie welches einfach und kostengünstig zu realisieren und auch einfach und kostengünstig zu montieren ist.
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Die Aufgabe wird durch ein teilbares Gehäuse für ein in dem teilbaren Gehäuse aufnehmbares Getriebe mit zumindest einer Getriebewelle mit den Merkmalen gemäß dem unabhängigen Patentanspruch gelöst.
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Ein solches in dem teilbaren Gehäuse aufnehmbares Getriebe kann beispielsweise ein Getriebe einer Fluidmaschine, wie eines Getriebeverdichters, sein – und eine Großradwelle und mindestens eine, vorzugsweise zwei, mit einem auf der Großradwelle angeordneten Großrad im Eingriff stehende Ritzelwelle/-n aufweisen (Beispiel: vierstufiger Getriebeverdichter). Entsprechend höher skalierte Getriebeanordnungen (für höherstufige Getriebeverdichter) mit noch mehr Getriebewellen bzw. Ritzelwellen, beispielsweise sechs oder acht Ritzelwellen, sind möglich. Auch mehrere Großradwellen, mit deren Großrädern jeweils eine oder mehrere Ritzelwellen im Eingriff stehen, können möglich sein.
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Im Eingriff stehen kann hierbei heißen, dass das Großrad und die Ritzelwelle ineinandergreifende bzw. ineinanderkämmende Verzahnungen aufweisen. Beispielsweise kann die Verzahnung als Gerad- oder Schräg- oder Bogenverzahnung ausgeführt sein.
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Das teilbare Gehäuse weist zumindest ein erstes, unteres Gehäuseelement, beispielsweise einen Gehäuse(-getriebe-)unterkasten, mit einer Oberkante und ein zweites, oberes Gehäuseelement, beispielsweise einen Gehäuse(-getriebe-)oberkasten bzw. Deckel, mit einer Unterkante auf.
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Die Oberkante des ersten, unteren Gehäuseelements ist über eine, insbesondere im Wesentlichen horizontale, Teilfuge mit der Unterkante des zweiten, oberen Gehäuseelements verbunden.
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Vereinfacht und anschaulich ausgedrückt, das zweite, obere Gehäuseelement ist – Kante auf Kante die horizontale Teilfuge bildend – auf dem ersten, unteren Gehäuseelement angeordnet, beispielsweise (verstiftet und/oder zentriert) verschraubt.
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In dem ersten, unteren Gehäuseelement ist im Bereich dessen Oberkante mindestens ein unterer Aufnahmeabschnitt eingebracht; in dem zweiten, oberen Gehäuseelement ist im Bereich dessen Unterkante mindestens ein oberer Aufnahmeabschnitt eingebracht.
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In dem mindestens einen unteren Aufnahmeabschnitt und dem mindestens einen oberen Aufnahmeabschnitt, welche so zusammen (bei Auflage des zweite, oberen Gehäuseelements Kante auf Kante auf dem ersten, unteren Gehäuseelement) eine (Lager-)Aufnahme für die Getriebewelle ausbilden können, ist die Getriebewelle aufnehmbar.
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Dabei kann unter einem solchen (unteren/oberen) Aufnahmeabschnitt ein zur Teilfuge hin offener, beispielsweise im Wesentlichen halbkreisförmig ausgebildeter, Gehäuseelementabschnitt an der Gehäuseelementkante verstanden werden, welcher geeignet ist, ein Lagerbauteil, beispielsweise einen Lagersitz für einen Lagerring oder eine Lagerschale oder (unmittelbar) einen Lagerring oder eine Lagerschale, zur Lagerung (und Führung) der Getriebewelle, wie der Großradwelle oder der Ritzelwelle, aufzunehmen.
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Das erste, untere Gehäuseelement weist im Bereich des unteren Aufnahmeabschnitts eine untere Wandstärkenverdickung für den unteren Aufnahmeabschnitt auf, welche untere Wandstärkenverdickung sich mindestens von der Oberkante des ersten, unteren Gehäuseelements bis unterhalb des unteren Aufnahmeabschnitts erstreckt.
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Alternativ oder in Kombination dazu, weist das zweite, obere Gehäuseelement im Bereich des oberen Aufnahmeabschnitts eine obere Wandstärkenverdickung für den oberen Aufnahmeabschnitt auf, welche obere Wandstärkenverdickung sich mindestens von der Unterkante des zweiten, oberen Gehäuseelements bis oberhalb des oberen Aufnahmeabschnitts erstreckt.
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Dabei kann als eine solche (untere/obere) Wandstärkenverdickung (des Gehäuseelements im Bereich des unteren Aufnahmeabschnitts bzw. im Bereich des oberen Aufnahmeabschnitts) eine größere Dicke/Stärke der Wand des Gehäuseelements im Vergleich zu Wanddicken/-stärken des Gehäuseelements in anderen bzw. darunter-/darüberliegenden Gehäusewandbereichen verstanden werden.
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Vereinfacht und anschaulich ausgedrückt, es ist vorgesehen, dass die Gehäuseelementwand „um den (unteren und/oder oberen) Aufnahmeabschnitt herum“ im Bereich der Teilfuge durch zusätzliches Material – ähnlich einem Lagerauge – verstärkt wird („verstärkte Teilfuge“).
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Beispielsweise kann so die größere Gehäuseelementwanddicke bzw. Wandstärkenverdickung 120% und größer, insbesondere 150% und größer, der Wandstärke/-dicke der anderen Gehäusewandbereichen sein. Ein Übergang von einer dünneren Wanddicke/-stärke zur Wandstärkenverdickung kann dabei kontinuierlich oder gestuft ausgebildet sein.
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Diesem teilbaren Gehäuse liegt die – insbesondere aus FE-Analysen stammende und dort nachweisbare – Erkenntnis zugrunde, dass die wesentliche Verformung eines bisherigen Getriebegehäuses mit Anbauteilen, wie die im Bereich der Aufnahmen an dem Gehäuseelementen angeordneten Spiralgehäusen, ein Ausbeulen (nach außen) der Gehäuseelementwände – entlang der dortigen Kanten (Oberkante des unteren Gehäuseelements bzw. Oberkante des unteren Gehäuseelements) an der Teilfuge ist.
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Vereinfacht ausgedrückt, die Verformung eines bisherigen Getriebegehäuses ist in der horizontalen Ebene in Höhe der Teilfuge am größten.
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Wo so bei bisherigen Gehäusen die Teilfuge „nur“ zum „öldichten“ Verschrauben der Gehäuseelemente dient – und demzufolge filigran ausgeführt ist, wird bei dem teilbaren Gehäuse dort – im Bereich des (unteren und/oder oberen) Aufnahmeabschnitts – zusätzliches Wandmaterial eingebracht – und damit dort die Gehäuseelementwand/-wände verstärkt („Strukturversteifung“). Diese dadurch erhaltene steifere Struktur des Gehäuseelements verformt sich dann unter dem Gewichtseinfluss von Anbauteilen, wie insbesondere (schwere) Spiralgehäuse, weit weniger.
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Die sonstigen Bereiche der Gehäuseelementwand/-wände können in üblichen Wandstärken ausgeführt sein, ist dort kein weiterer Beitrag zur Struktursteifigkeit zu erwarten.
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Bei einer Fluidmaschine, wie beispielsweise einer Turbine, einem Turboverdichter, insbesondere einem mehrstufigen Getriebekompressor oder einer Pumpe, kann dieses teilbare Gehäuse vorgesehen werden.
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In dem teilbaren Gehäuse ist dann ein Getriebe (einer solchen Fluidmaschine bzw. einer solchen Turbine/Turboverdichters/ mehrstufigen Getriebekompressors/Pumpe) mit einer Großradwelle und mit mindestens einer, vorzugsweise zwei, mit einem auf der Großradwelle angeordneten Großrad im Eingriff stehenden Ritzelwelle/-n aufgenommen, beispielsweise beiderseits der Großradwelle, wobei die mindestens eine, vorzugsweise zwei Ritzelwelle/-n und die Großradwelle in den Aufnahmeabschnitten an den Gehäuseelementen, insbesondere mittels Lager, in der Teilfuge aufgenommen sind.
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Andere – in dem teilbaren Gehäuse aufzunehmenden bzw. aufgenommenen – Getriebeausgestaltungen – mit gegebenenfalls mehreren Großradwellen (und entsprechenden mehreren Großrädern), mit welchen (mehreren Großrädern) dann jeweils eine oder mehrere Ritzelwellen im Eingriff stehen können, können vorgesehen sein.
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Die Vorteile des teilbaren Gehäuses ergeben sich so entsprechend für die Fluidmaschine.
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Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich auch aus den abhängigen Ansprüchen und beziehen sich auf das teilbare Gehäuse wie auch auf die Fluidmaschine.
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Bei einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass sich die untere Wandstärkenverdickung von der Oberkante (des ersten, unteren Gehäuseelements) bis höchstens 50% oder höchstens 100%, insbesondere ungefähr 10% bis 90% oder ungefähr 20% bis 80%, einer Tiefe des unteren Aufnahmeabschnitts unterhalb des unteren Aufnahmeabschnitts erstreckt und/oder dass sich die obere Wandstärkenverdickung von der Unterkante (des zweiten, oberen Gehäuseelements) bis höchstens 50% oder höchstens 100%, insbesondere ungefähr 10% bis 90% oder ungefähr 20% bis 80%, einer Tiefe des oberen Aufnahmeabschnitts oberhalb des oberen Aufnahmeabschnitts erstreckt.
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Dabei kann als Tiefe des Aufnahmeabschnitts ein (maximaler) Abstand eines – normal zur Kante des Gehäuseelements – entferntesten Punktes des Aufnahmeabschnitts, verstanden werden.
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Ungeachtet dessen kann es auch zweckmäßig sein, die Erstreckung der (unteren/oberen) Wandstärkenverdickung unterhalb des unteren Aufnahmeabschnitts bzw. oberhalb des oberen Aufnahmeabschnitts auch in Abhängigkeit eines Gewichts eines an dem (unteren/oberen) Gehäuseelements zu befestigenden Gehäuseanbauteils, insbesondere eines Spiralgehäuses, zu wählen.
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Vereinfacht und anschaulich ausgedrückt, je größer auf das Gehäuseelement wirkende (insbesondere durch Anbauteile hervorgerufene, äußere) Gewichtskräfte sind, desto „mehr“ Wandstärkenverdickung (um den Aufnahmeabschnitt herum) kann vorgesehen sein. Entsprechendes gilt so auch für die Dicke der Wandstärkenverdickung selbst.
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Weiter kann auch vorgesehen sein, dass die untere Wandstärkenverdickung durch ein kraft- und/oder form- und/oder stoffschlüssig mit dem ersten, unteren Gehäuseteil verbundenes unteres Teilfugenblech gebildet wird. Entsprechend kann so auch vorgesehen sein, dass die obere Wandstärkenverdickung durch ein kraft- und/oder form- und/oder stoffschlüssig mit dem zweiten, oberen Gehäuseteil verbundenes oberes Teilfugenblech gebildet wird.
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Insbesondere ist es zweckmäßig, wenn die untere Wandstärkenverdickung und/oder die obere Wandstärkenverdickung durch ein aufgeschweißtes Teilfugenblech gebildet werden/wird. Auch kann ein solches Teilfugenblech aufgeschraubt sein.
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Bei einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass in die untere Wandstärkenverdickung im Bereich des unteren Aufnahmeabschnitts ein unterer Lagersitz für ein Lager für die Getriebewelle eingearbeitet ist und/oder dass in die obere Wandstärkenverdickung im Bereich des oberen Aufnahmeabschnitts ein oberer Lagersitz für ein Lager für die Getriebewelle eingearbeitet ist. So kann hierdurch auf separate, insbesondere separat in die Aufnahmeabschnitte eingeschweißte, Lagersitze verzichtet werden, wodurch Schweißkosten sinken.
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Ferner kann auch vorgesehen sein, dass in dem ersten, unteren Gehäuseelement im Bereich dessen Oberkante mehrere untere Aufnahmeabschnitte jeweils zur Aufnahme für eine Getriebewelle des in dem teilbaren Gehäuse aufnehmbaren Getriebes eingebracht sind und/oder dass in dem zweiten, oberen Gehäuseelement im Bereich dessen Unterkante mehrere obere Aufnahmeabschnitte jeweils zur Aufnahme für eine Getriebewelle des in dem teilbaren Gehäuse aufnehmbaren Getriebes eingebracht sind.
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Vereinfacht und anschaulich ausgedrückt, hier werden mehrere Getriebewellen, wie eine (oder mehrere) Großradwelle(-n) und/oder eine (oder mehrere) Ritzelwellen in der Teilfuge bzw. in den dortigen Aufnahmeabschnitten bzw. Aufnahmen in den Gehäuseelementen angeordnet.
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So ist es insbesondere zweckmäßig, wenn eine Großradwelle und mindestens zwei mit einem auf der Großradwelle angeordneten Großrad im Eingriff stehende Ritzelwellen in der Teilfuge bzw. in den dortigen Aufnahmen in den Gehäuseelementen angeordnet.
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Das erste, untere Gehäuseelement kann dann im Bereich seiner Oberkante mehrere jeweils von der unteren Wandstärkenverdickung für jeweils eine von den mehreren unteren Aufnahmeabschnitten aufweisen bzw. das zweite, obere Gehäuseelement kann dann im Bereich seiner Unterkante mehrere jeweils von der oberen Wandstärkenverdickung für jeweils eine von den mehreren oberen Aufnahmeabschnitten aufweisen.
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Vereinfacht und anschaulich ausgedrückt, jeder (untere/obere) Aufnahmeabschnitt wird durch die entsprechende Wandstärkenverdickung verstärkt.
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Bei einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass zumindest zwei von mehreren unteren Wandstärkenverdickungen, welche zumindest zwei unteren Wandstärkenverdickungen an der Oberkante des ersten, unteren Gehäuseelements nebeneinander ausgebildet sind, zumindest kraft- und/oder formschlüssig, insbesondere stoffschlüssig, miteinander verbunden sind bzw. dass zumindest zwei von mehreren oberen Wandstärkenverdickungen, welche zumindest zwei oberen Wandstärkenverdickungen an der Unterkante des zweiten, oberen Gehäuseelements nebeneinander ausgebildet sind, zumindest kraft- und/oder formschlüssig, insbesondere stoffschlüssig, miteinander verbunden sind.
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D.h., anschaulich und vereinfacht ausgedrückt, (an der Kante) nebeneinanderliegende Wandstärkenverdickungen werden miteinander verbunden – und versteifen so die Gehäusestruktur, insbesondere an der Kante/den Kanten und der Teilfuge, in noch größerem Maße.
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Weiter kann auch vorgesehen sein, dass die mehreren unteren Wandstärkenverdickungen derart ausgebildet sind, dass sie sich aneinandergrenzend, insbesondere zumindest kraft- und/oder formschlüssig, insbesondere stoffschlüssig, aneinandergrenzend, entlang der Oberkante einer unteren Längsseite des ersten, unteren Gehäuseelements, insbesondere entlang der Oberkante der gesamten unteren Längsseite des ersten, unteren Gehäuseelements, erstrecken und/oder dass die mehreren oberen Wandstärkenverdickungen derart ausgebildet sind, dass sie sich aneinandergrenzend, insbesondere zumindest kraft- und/oder formschlüssig, insbesondere stoffschlüssig, aneinandergrenzend, entlang der Unterkante einer oberen Längsseite des zweiten, oberen Gehäuseelements, insbesondere entlang der Unterkante der gesamten oberen Längsseite des zweiten, oberen Gehäuseelements, erstrecken.
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Vereinfacht und anschaulich ausgedrückt, die (unteren/oberen) Wandstärkenverdickungen laufen „ununterbrochen“ entlang der gesamten (oberen/unteren) Kante der langen Seitenwand des (ersten, unteren/zweiten, oberen) Gehäuseelements.
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Nach einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das erste, untere und das zweite, obere Gehäuseelement ein Unterkasten und ein Oberkasten eines zweiteiligen Getriebegehäuses sind. Auch kann vorgesehen sein, dass – im Falle eines dreiteiligen Getriebegehäuses – das erste, untere und das zweite, obere Gehäuseelement ein Unterkasten und ein Mittelkasten des dreiteiligen Getriebegehäuses sind oder dass das erste, untere und das zweite, obere Gehäuseelement ein Mittelkasten und ein Oberkasten des dreiteiligen Getriebegehäuses sind.
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Ferner kann auch vorgesehen sein, dass das erste, untere Gehäuseelement und das zweite, obere Gehäuseelement über die untere Wandstärkenverdickung und/oder über die obere Wandstärkenverdickung kraftschlüssig, insbesondere durch Verschraubung, miteinander verbunden sind.
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Auch kann vorgesehen sein, dass Gehäuseanbauten an das teilbare Gehäuse montiert sind, beispielsweise außen angeordnete strömungsführende Bauteile, wie Spiralgehäuse, und/oder Spiralanbindungen.
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Die bisher gegebene Beschreibung vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung enthält zahlreiche Merkmale, die in den einzelnen Unteransprüchen teilweise zu mehreren zusammengefasst wiedergegeben sind. Diese Merkmale wird der Fachmann jedoch zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung, sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung von einem oder mehreren Ausführungsbeispielen, das bzw. die im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert wird bzw. werden.
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Die Erfindung ist jedoch nicht auf die in dem bzw. den Ausführungsbeispielen angegebene Kombination von Merkmalen beschränkt, auch nicht in Bezug auf funktionale Merkmale. So können dazu geeignete Merkmale eines jeden Ausführungsbeispiels auch explizit isoliert betrachtet, aus einem Ausführungsbeispiel entfernt, in ein anderes Ausführungsbeispiel zu dessen Ergänzung eingebracht werden.
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Funktions-/bauartgleiche bzw. identische Elemente oder Komponenten weisen in den Ausführungsbeispielen bzw. Figuren gleiche Bezugszeichen auf.
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Es zeigen
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1 eine Ansicht (perspektivisch) eines einen Oberkasten und einen Unterkasten aufweisenden geteilten Gehäuses für ein Getriebe eines mehrstufigen Getriebeverdichters,
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2 eine weitere Ansicht (perspektivisch) des einen Oberkasten und einen Unterkasten aufweisenden geteilten Gehäuses für ein Getriebe eines mehrstufigen Getriebeverdichters,
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3 eine Ansicht (Draufsicht) auf den Unterkasten des einen Oberkasten und einen Unterkasten aufweisenden geteilten Gehäuses für ein Getriebe eines mehrstufigen Getriebeverdichters und
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4 eine Ansicht eines Verlaufs eines Teilfugenblechs an einer Oberkante des Unterkastens des einen Oberkasten und einen Unterkasten aufweisenden geteilten Gehäuses für ein Getriebe eines mehrstufigen Getriebeverdichters.
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Ausführungsbeispiel: Getriebegehäuse mit verstärkter Teilfuge für ein Getriebe eines mehrstufigen Getriebeverdichters
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1 und 2 zeigen (perspektivisch) Ansichten eines (zwei-)geteilten Gehäuses 1 (Getriebegehäuse 1) mit einem Unterkasten 2 und einem Oberkasten 3 für ein Getriebe (nicht dargestellt) eines mehrstufigen Getriebeverdichters, welcher für eine Luftzerlegung vorgesehen ist. 3 zeigt den Unterkasten 2 des Gehäuses 1 des Getriebeverdichters in Draufsicht. 4 zeigt einen Verlauf eines Teilfugenblechs 9, 12 an einer Oberkante 5 des Unterkastens 2 des Gehäuses 1 des Getriebeverdichters.
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Das geteilte Gehäuse 1 weist den dargestellten Unterkasten 2 und den dargestellten, über bzw. oberhalb des Unterkastens 2 angeordneten Oberkasten 3 – alle vorzugsweise aus Stahl – auf, wobei der Unterkasten 2 und der Oberkasten 3 über eine horizontale und ungestufte Teilfuge 4 miteinander verbunden sind. An der Teilfuge 4 liegt so – Kante auf Kante – der Oberkasten 3 mit seiner Unterkante 6 auf der Oberkante 5 des Unterkastens 2 auf.
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Der Unterkasten 2, wie auch der Oberkasten 3, des Gehäuses 1 sind annähernd quaderförmige Bauteile bzw. im Querschnitt annähernd rechteckig – mit jeweils zwei (längeren) Längsseiten/Seitenwänden 19 und zwei (kürzeren) Querseiten/Seitenwänden 20 bzw. zwei (längeren) Längskanten 21 und zwei (kürzeren) Querkanten 22. Somit bilden jeweils die zwei (längere) Längskanten 21 und die zwei (kürzeren) Querkanten 22 die Oberkante 5 (des Unterkastens 2) bzw. die Unterkante 6 (des Oberkastens 3) bzw. deren jeweiligen rechteckigen Querschnittsverlauf aus.
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Der mehrstufige Getriebeverdichter besteht aus vier (Verdichter-)Stufen, welche über ein im geteilten Gehäuse 1 aufgenommenes Getriebe angetrieben werden. Dieses Getriebe sieht dabei zwei Großradwellen und zwei Ritzelwellen vor (nicht dargestellt), wobei jeweils eine der Ritzelwellen mit einem auf einer von den Großradwellen angeordneten Großrad im Eingriff steht. Die beiden Großräder selbst stehen auch untereinander im Eingriff. Der Antrieb des Getriebes erfolgt über einen eines der beiden Großräder antreibenden Elektromotor (nicht dargestellt).
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An den vier freien (sich außerhalb des Gehäuses 1 befindenden) Enden der zwei Ritzelwellen sind Turbolaufräder (nicht dargestellt) angeordnet, welche in – bezüglich des Getriebegehäuses 1 – außen angeordneten und mit dem Unterkasten 2 verschraubten (18, in den FIGen nur angedeutet) Spiralgehäusen (strömungsführende Bauteile, nicht dargestellt) aufgenommen sind.
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Die beiderseits der Großradwellen angeordneten Ritzelwellen sind, wie auch die Großradwellen, – mittels (jeweils vier nebeneinander in den (längeren) Längskanten 21 der Ober- und Unterkante 5, 6 angeordneten) Aufnahmen 23 – in der Teilfuge 4 aufgenommen – und werden darüber gelagert und geführt.
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Dazu, d.h. zur Aufnahme (Lagerung und Führung) der Ritzelwellen und der Großradwellen (in der Teilfuge 4), sind, wie die FIGen zeigen, in den zwei gegenüberliegenden (längeren) Längskanten 21 der Oberkante 5 des Unterkastens 2 jeweils vier untere Aufnahmeabschnitte 7 (in Form von annähernd halbkreisförmigen Ausnehmungen 27) eingebracht; entsprechend sind in den zwei gegenüberliegenden (längeren) Längskanten 21 der Unterkante 6 des Oberkastens 3 jeweils die zu den unteren Aufnahmeabschnitten 7 zugehörigen jeweiligen vier oberen Aufnahmeabschnitte 8 (ebenfalls in Form von entsprechenden halbkreisförmigen Ausnehmungen 27) eingebracht.
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Somit nehmen jeweils ein unterer Aufnahmeabschnitt 7 in der einen der beiden Längskanten 21 der Oberkante 5 des Unterkastens 2 und ein zugehöriger oberer Aufnahmeabschnitt 8 in der zugehörigen einen der beiden Längskanten 21 der Unterkante 6 des Oberkastens 3 sowie ein zugehöriger unterer Aufnahmeabschnitt 7 in der anderen der beiden Längskanten 21 der Oberkante 5 des Unterkastens 2 und ein zugehöriger obere Aufnahmeabschnitt 8 in der zugehörigen anderen der beiden Längskanten 21 der Unterkante 6 des Oberkastens 3 jeweils eine der (Getriebe-)Wellen auf.
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Wie weiter die FIGen zeigen, ist beim Unterkasten 2 des Getriebegehäuses 1 – im Bereich seiner Oberkante 5, dort im Speziellen bei den beiden (längeren) Längskanten 21 – eine Verstärkung der dortigen Wandbereiche bzw. Kantenbereiche vorgesehen.
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Diese ist, wie die FIGen zeigen, mittels eines aufgeschweißten ersten 9, 12, 24 (für die eine der beiden (längeren) Längskante 21) und zweiten (für die andere der beiden (längeren) Längskanten 21) Teifugenblechs 9, 12, 25 realisiert.
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Dieses erste und zweite Teilfugenblech 9, 12, 24 bzw. 25 ist (in seiner jeweiligen Dicke) jeweils in etwa doppelt so dick ausgeführt, wie die Wandstärken darunterliegender (Wand-)Bereiche des Unterkastens 2, (und bildet so im Übergang zu diesen eine Stufe/Rand 26 aus) und erstreckt sich – mit verschiedenen Tiefen 11 (gesehen von der Oberkante 5 des Unterkastens 2) – jeweils entlang der gesamten jeweiligen (längeren) Längskante 21.
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Wie insbesondere die 1, 2 und 4 verdeutlichen, erstreckt sich dieses erste und zweite Teilfugenblech 9, 12, 24 bzw. 25 jeweils von der Oberkante 5 des Unterkastens 2 aus nach unten („Tiefe“ 11), und zwar – in Bereichen neben und zwischen den unteren Aufnahmeabschnitten 7 – von der Oberkante 5 des Unterkastens 2 bis in etwa 15% bis 30% der Tiefe 11 eines dortigen unteren Aufnahmeabschnitts 7 unterhalb des dortigen unteren Aufnahmeabschnitts 7. In Bereichen bei den unteren Aufnahmeabschnitten 7 erstreckt sich dieses erste und zweite Teilfugenblech 9, 12, 24 bzw. 25 jeweils von der Oberkante 5 des Unterkastens 2 bis in etwa 75% bis 100% der Tiefe 11 eines dortigen unteren Aufnahmeabschnitts 7 unterhalb des dortigen unteren Aufnahmeabschnitts 7.
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Anschaulich und vereinfacht ausgedrückt, der untere Rand 26 des ersten bzw. zweiten Teilfugenblechs 9, 12, 24 bzw. 25 folgt in etwa dem „tatsächlichen“ (d.h., Ausnehmungen 27 der Aufnahmeabschnitte 7, 8 mitberücksichtigenden) Verlauf der Oberkante 5 des Unterkastens 2 bzw. dem Verlauf der jeweiligen (längeren) Längskante 21 der Oberkante 5 (vgl. 4).
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Die Tiefe 11 des ersten bzw. zweiten Teilfugenblechs 9, 12, 24 bzw. 25 ist derart ausgebildet (vgl. 4), dass Lagersitze 14 für Lager der Getriebewellen direkt aus dem ersten bzw. zweiten Teilfugenblech 9, 12, 24 bzw. 25 herausgearbeitet sind. Bei Schweißkonstruktion des ersten bzw. zweiten Teilfugenblechs 9, 12, 24 bzw. 25 führt das dazu, dass auf separate eingeschweißte Lagerbleche (für die Lagersitze) verzichtet werden kann, wodurch Schweißkosten sinken. Das verstärkte erste bzw. zweite Teilfugenblech 9, 12, 24 bzw. 25 ist daher nahezu kostenneutral, obwohl ein Rohteilgewicht höher ist.
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Ein entsprechendes erstes und zweites – Teilfugenblech 9, 12, 24 bzw. 25, wie für den Unterkasten 2 des Gehäuses 1, kann auch für dessen Oberkasten 3 – dort an den beiden (längeren) Längskanten 21 der Unterkante 6 – vorgesehen sein (nicht dargestellt).
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Durch den Einsatz dieser strukturverstärkenden Teilfugenbleche 9, 12, 24 bzw. 25 („verstärkte Teilfuge“) wird für das Gehäuse 1, insbesondere deren Unterkasten 2, – auf einfache und kostenneutrale Weise – eine derart steife Struktur geschaffen, die sich unter dem Gewichtseinfluss an dem Gehäuse 1 angebrachter, schwerer, strömungsführenden Anbauteile möglichst wenig verformt. Insbesondere im Bereich der Öffnung des Gehäuses 1 bzw. Getriebekastens 1 ist durch diese strukturverstärkenden Teilfugenbleche 9, 12, 24 bzw. 25 – insbesondere in horizontaler Ebene – eine große Steifigkeit vorhanden.
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Erlangt durch diese verstärkte Teilfuge 4 das Gehäuse 1 bzw. der Getriebekasten 1 diese hohe Steifigkeit, insbesondere in der Teilfuge 4, so kann dadurch negativen Gehäuseverformungen, die sich (negativ) auf die Lageraufnahmen für die (Ritzel-/Großrad-)Wellen eines solchen Getriebeverdichters auswirken, entgegengewirkt werden. D.h., die Lageraufnahmen verschieben und/oder verformen sich nicht bzw. kaum mehr – und führen so nicht mehr zu unzureichenden Verzahnungstragbildern und Kantenträgern in den Wellenlagern. Zudem wird – durch die durch die verstärkte Teilfuge 4 vermiedenen Gehäuseverformungen bzw. die vermiedenen Änderungen an den Lageraufnahmen – ein Ausrichten der strömungsführenden Spiralgehäuse zu den Laufrädern, wie auch ein Einstellen von engen Spalten zwischen rotierenden und feststehenden Teilen eines solchen Getriebeverdichters, welche engen Spalte für einen solchen Getriebeverdichter charakteristisch und seinen Wirkungsgrad äußerst wichtig sind, möglich.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch das bzw. die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- http://www.energy.siemens.com/hq/de/verdichtung-expansion-ventilation/turboverdichter/getriebeturboverdichter/stcgc.htm [0013]
