DE1628387C - Verfahren zur Montage eines mehr stufigen Axialverdichters und Montagering zur Durchfuhrung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage eines mehrstufigen Axialverdichters, bei dem ein mit einer Vielzahl von" drehbaren Leitschaufeln versehener, in einer Achsebene geteilter Schaufelträger mit einer ebenfalls in einer Achsebene geteilten Verstellhülse für die Schaufeln verbunden wird, wobei Zapfen an den Verstellhebeln der Schaufeln in Nutringe eingeschoben werden, die längs des inneren Umfangs der Verstellhülse verlaufen.

Bei mehrstufigen Axialverdichtern, deren auf einem Schaufelträger angebrachte, drehbare Leitschaufeln mil Hilfe einer in Achsrichtung der Maschine verschiebbaren Verstcllhülse verstellt werden, ist die Montage des Schaufelträgers mit der Verstellhülse mühsam und zeitraubend, da die Verstellhebel der einzelnen Schaufeln alle in die Nutringe der Verstellhülsc eingeschoben werden müssen.

Dem schweizerischen Patent 404 841 liegt das gleiche Problem zugrunde. Bei einem Teil der dortigen Konstruktionen für die Verstellliülse sind jedoch clic Nutenringe, in die die Verstellhebel der Leitschaufeln eingreifen, nicht fest in eine — sich in Achsrichtung einteilig mindestens über mehrere Schaufelreihen erstreckende — Hülse eingeschweißt, so daß die Verstellhülse auch nicht als Ganzes auf den Schaufelträger aufgefädelt werden muß, sondern nach dem Einfädeln der Hebel zusammengesetzt wird; bei den anderen dort gezeigten Konstruktionen sind die Ringe nicht als geschlossene Nuten fest mit der Verstellhülse verbunden, so daß sie nach dem Einfädeln der Hebel entweder in der Hülse befestigt oder nachträglich durch Abdeckringe geschlossen werden können.

Die der Erfindung zugrunde liegende Konstruktion, bei der die geschlossenen Nutenringe fest mit der Verstellhülse verbunden sind, ehe diese auf den Schaufelträger aufgefädelt wird, besitzt gegenüber den genannten bekannten Konstruktionen mehrere Vorteile. Sie ist vor allem mechanisch stabiler und in der Fabrikation erheblich einfacher.

Eine derartige Maschinenkonstruktion ist aus der schweizerischen Patentschrift 364 581 bekannt, ohne daß dort irgendwelche Angaben über die Montage des Leitschaufelträgers und der Verstellhülse gemacht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Montage von Axialverdichtern zu ermöglichen, bei denen, wie beschrieben, verschlossene Nutenringe fest in einer mindestens über mehrere Sehaufelreihcn in Achrichtung sich einteilig erstrekkendcnVerstellhülse angeordnet sind. Die Erfindung, bei der in einem Arbeitsgang jeweils eine Hälfte des in einer Achsebene geteilten Leitschaufelträgers mit der zugehörigen Verstellhülsenhälfte montiert wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß zunächst in einem Montagering eine Schaufelträgerhälfte und die zugehörige Verstellhülscnhälfte einander gegenüber, mit ihren Achsen senkrecht, aufgestellt werden, daß weiterhin schrittweise die Verstcllhebel axial gerichteter Reihen auf die entsprechenden Nuten ausgerichtet und anschließend die Zapfen der Verstellhebel jeder axialen Schaufelreihe durch Relativdrehung einer Hälfte gegen die andere um die Achse des Trägers bzw. der Hülse in die Nutringe der Verstcllhülse eingeschoben werden und daß schließlich die beiden Hälften durch Befestigungselemente relativ zueinander fixiert werden.

Zweckmäßigerweise kann dabei die eine der beiden Hälften mit dem Montagering fest verbunden sein, während die andere verschoben werden kann, wobei es vorteilhaft ist, wegen ihres geringeren Gewichtes die Verstellhülsenhälfte über den feststehenden Schaufelträger zu drehen.

Der für die Durchführung des Verfahrens benötigte Montagering ist gekennzeichnet durch zwei längs eines Durchmessers geteilte, fest miteinander verbindbare Halbringe mit einer inneren Auflagenfläche für den Schaufelträger und einer ringförmigen Zentiierlläche, durch welche der Schaufelträger im Montagering zentriert ist, sowie mit einer dazu konzentrischen, stufenförmig abgesetzten äußeren Auflagefläche für die Verstellhülse und einem Rand, durch den die Verslellhülse im Montagering zentriert ist. Zweckmäßigerweise kann die Gleitbahn mit auf den Um_: fang verteilten Gleitrollen versehen sein.

Um das Umlegen der beiden mit senkrecht verlaufender Achse montierten Hälften zu erleichtern, kann einer der beiden Halbringe mit einer an seinem äußeren Umfang angeordneten, geraden Kante versehen sein.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung eines Ausführungsbeispielcs im Zusammenhang mit der Zeichnung.

F i g. 1 zeigt den Aufbau und die Anordnung einer einzelnen Schaufel in dem Schaufelträger in einem kreissektorförmigen Ausschnitt eines Schnittes senkrecht zur Achse der Maschine;

F i g. 2 und 3 stellen eine Aufsicht auf den und eine Seitenansicht in Richtung des Pfeiles /1 von dem Montagering dar, wobei ein Teil der F i g. 3 einen Schnitt längs der Linie III-1II von Fig. 2 wiedergibt;

F i g. 4 zeigt im vergrößerten Maßstab den Bereich B der Fig. 3;

F i g. 5 stellt, teilweise im Schnitt, eine Aufsicht auf einen am dem Montagering gegenüberliegenden Ende des Schaufelträgers angebrachten Aufhängering dar, von dem

F i g. 6 einen Schnitt längs der Linie VI-VI von F i g. 5 wiedergibt;

F i g. 7 und 8 zeigen in einer Aufsicht und einer Ansicht in Richtung des Pfeiles K der Fig. 7 eine Ausführungsform der für die gegenseitige Fixierung der Schaufelträgerhälfte und der Verstellhülsenhälfte benutzten Befestigungselemente;

F i g. 9 ist schließlich eine perspektivische Darstellung, bei der die Montage des Schaufelträgers und der Verstellhülse bereits nahezu vollendet ist.

Fig. I zeigt einen Ausschnitt aus dem zwischen dem Schaufelträger 1 und dem Rotor 2 des Axialverdichter liegenden Strömungskanal 3, in dem die drehbare Leitschaufel 4 angeordnet ist. Diese ist in einer Bohrung 5 des Schaufelträgers 1 gehalten und trägt in einer Ringnut ihres Bundes einen zur Abdichtung des Strömungskanals 3 nach außen dienenden O-Ring, der gleichzeitig eine Verschmutzung des Schaufellagers durch unter Umständen verunreinigtes Fördermedium verhindert.

In die Bohrung 5 des Schaufelträgers 1 ist zunächst eine Fassung 9 eingelegt, die auf einem Absatz 7 der Bohrung 5 ruht und durch nicht dargestellte Schrauben mit dem Schaufelträger 1 fest verbunden ist. Zwischen dem Absatz 7 der Bohrung 5 und der Fassung 9 ist eine Scheibe 6 eingelegt, die bei den einzelnen Schaufeln 4 von unterschiedlicher Dicke sein kann. Sie hat die Aufgabe, den Einschub der Fassung 9 in den Schaufelträger 1 und damit den Ab-

stand der Schaufel 4 vom Rotor 2 genau festzulegen.

In diese Fassung 9 sind ein Axiallagerring 8, die Lagerbüchsen 10 und 11 und ein Distanzring 12 eingeschoben. In den Lagerbüchsen 10, 11 ist die Schaufel 4 mit Hilfe ihres zylinderförmigen Schaftes 16 drehbar gelagert. Über einen weiteren Axiallagerring 13 stützt sich auf der Fassung 9 der Deckel 14 ab, der mit Hilfe der Schrauben 15 mit der Fassung 9 verbunden ist. Durch den Deckel 14 und die Schrauben 15 werden die Ringe 8 und 13, die Lagerbüchsen 10 und 11 und der Distanzring 12 in der Fassung 9 fixiert.

Die Drehung der Schaufel 4 wird mit Hilfe des Verstellhebels 17 bewirkt, der auf einen gegen den Schaft 16 stufenförmig abgesetzten Ansatz 18 aufgeschoben und mit Hilfe der Mutter 19 gehalten ist; diese ist ihrerseits mit einem Sicherungsblech 20 gesichert. Am anderen Ende des Verstellhebels 17 ist ein Zapfen 21 mit Hilfe eines Stiftes22 befestigt. Auf diesem Zapfen 21 ist über eine Distanzscheibe 23 ein Gleitstein 24 drehbargelagert, der in den zugehörigen Nut ring 50 der Verstellhülse 60 (Fig. 9) eingeschoben wird.

Der Montagering (Fig. 2 bis 4) für die Durchführung des Verfahrens besteht aus zwei Halbringen 25 α und 25 />, die mit Hilfe von flanschartigen Ansätzen 27 und 28 fest miteinander verbunden, z. B. verschraubt werden können. Jeder Halbring wird entweder als Ganzes, z. B. als Sphärogußstück, gegossen oder aus einzelnen Teilen mit Hilfe von Schweißverbindungen zusammengesetzt. Die Halbringe 25 α und 25 b besitzen eine innere Auflagefläche 29 für den Schaufelträger 1, im Abstand von der die Zentrierfläche 30 angeordnet ist, durch die der Schaufelträger 1 in dem Montagering 25 zentriert ist (F i g. 9).

Die äußere Auflagefläche 31, die gegenüber der inneren Auflagefläche 29 und gegenüber der Zentrierfläche 30 stufenförmig abgesetzt ist, dient zur Aufnahme der Verstellhülse 60. Wie besonders F i g. 4 zeigt, besitzt die Auflagefläche 31 eine mit ihr konzentrische, kreisförmige Rinne 32, in welcher, über den Umfang verteilt, auf Zapfen 33 gelagerte Gleitrollen 34 angeordnet sind. Die Gleitrollen 34 erleichtern ein Verschieben der Verstellhülse 60 relativ zum Schaufelträger 1. Nach außen ist die Auflagefläche 31 mit einem Rand 35 versehen, durch welchen die Verslellhülse60 im Montagering 25 konzentrisch mit dem Schaufelträger 1 gehalten wird.

Um ein Umlegen der bei der Montage senkrecht stehenden Teile 1 und 60 zu erleichtern, besitzt der Halbring 25 b an seinem äußeren Umfang eine gerade Kante 36. Am äußeren Umfang des anderen Halbringes 25α sind pilzartige Ansätze 26 (Fig. 9) vorgesehen, an denen der Montagering 25 aufgehängt und transportiert werden kann.

Die Kante 36 dient weiterhin dazu, die erfindungsgemäß miteinander verbundenen Hälften des Schaufelträger I und der Verstellhülse 60 vor dem Einbau in das Gehäuse der Maschine mit horizontal liegender Achse abzustellen.

Die zweite Abstellkante am anderen Ende des Schaufelträgers 1 wird dabei von dem Aufhänge- und Abstellring 37 gemäß Fig. 5 und 6 gebildet. Dieser ebenfalls als Gußstück hergestellte Ring ist mit Bohrungen 38 versehen, durch die hindurch er mittels nicht gezeigter Bolzen mit dem Schaufelträger I verschraubt wird. Er besitzt ferner am äußeren Umfanu die durch drei Rippen 39 verstärkte Abstellkante 40, deren Zweck schon erwähnt worden ist. Weiterhin sind an ihm in zwei plattenartigen Ansätzen 41 seines äußeren Umfanges angebrachte ösen 42 vorhanden, an denen der Ring 37 und damit die mit ihm verbundenen Teile 1 und 60 zum Umlegen und Einsetzen der Teile in das Maschinengehäuse aufgehängt werden können. Die ösen 42 können jedoch auch durch pilzartige Ansätze, ähnlich denjenigen an dem Halbring 25 a, ersetzt sein. Weiterhin besitzt der Ring

ίο 37 links und rechts der mittleren Rippe 39 je eine Bohrung 43, durch die hindurch vor allem die obere Hälfte der Verstellhülse nach ihrem Zusammenbau mit ihrer zugehörigen Schaufclträgerhälfte 1 relativ zu dieser mit Hilfe von nicht gezeigten Schraubenbolzen zum Einbau in das Maschinengehäuse fixiert werden kann.

Die in F i g. 7 und 8 dargestellten Befestigungselemente 44, durch die die untere VerstellhülsenhälftL· 60 und die dazugehörige Schaufelträgerhälfte 1 relativ

2" zueinander fixiert werden, bestehen im wesentlichen aus einer etwa rechteckigen Grundplatte 49, in welcher vier Bohrungen 45 vorgesehen sind. Durch diese Bohrungen hindurch werden die Elemente 44 in der Nähe der beiden axialen Enden einerseits durch die Schraubenbolzen 46 (Fig. 9) mit dem Schaufelträger 1 und andererseits mit der Verstellhülse 60 verschraubt. Auf diese Weise werden die unteren Hälften der beiden Bauteile 1 und 60 relativ zueinander lixiert, ehe sie in das Gehäuse eingebaut werden.

über den beiden, für den Schaufelträger 1 vorgesehenen öffnungen 45 in der Grundplatte 49 sind dabei noch hülsenartige Verlängerungen 47 angesetzt, die an die Länge der später zum Verbinden der beiden Schaufelträgerhälften dienenden Schraubenbolzen 46 angepaßt sind. Weiterhin besitzt jede Grundplatte 49 an ihrer freien Seite einen Haken 48. Die Haken 48 dienen zum Einhängen von nicht gezeigten Seilen, an denen die beiden miteinander verbundenen Teile 1 und 60 aufgehängt werden können. Die Haken 48 sind dabei auf den Platten 49 so angeordnet, daß sich die eingehängten Seile etwa oberhalb des Schwerpunktes der vereinigten Teile 1 und 60 treffen. Die Befestigungselemente 44 können ebenfalls ausSphäroguß gegossen oder aus einzelnen Elementen zusammengeschweißt sein.

Die ebenso wie die Schaufelträger 1 axial geteilte Verstellhülse 60 (Fig. 9), die unter Umständen bei großen Maschinen in der Mitte längs ihres Umfanges geteilt sein kann, besteht aus dünnwandigen Blechen, die an den Enden durch je einen Verstärkungsring 53 und an den Teilungsebenen durch angeschweißte Flansche 51 bzw. 52 verstärkt sind. In den Flanschen 51 sind Bohrungen 54 vorgesehen, die beim Zusammenbau der beiden halbzylinderförmigen Hälften die Befestigungsbolzcn aufnehmen. Weiterhin sind an die Flansche 51 Gleitschienen 55 angeschraubt, auf denen die Vcrstellhülse in Achsrichtung der Maschine gleiten kann, um Drehungen der Leitschaufeln hervorzurufen. Die Verschiebung der Hülse 60 erfolgt z. B.

mittels eines Servomotors über ein nicht dargestelltes Gestänge, welches in die Ansätze 56 eingreift, die ebenfalls an den Flanschen 51 befestigt sind.

Über den inneren Umfang verteilt sind in die Hülse 60 die Nutringe 50 eingeschweißt oder angeschraubt,

die die Zapfen 21 und die Gleitsteine 24'(Fig. 1) der Verstcllhebel 17 aufnehmen. Weiterhin sind an dem inneren Umfang der Verstellhülse 60 zwei Kragen 57 angeschweißt, die sich auf entsprechende

Gegenflächen 58 am äußeren Schaufelträgcrumfang abstützen können. Die Kragen 57 und die Gegenllächen 58 dienen dazu, die Hülse 60 und den Träger I während der Montage gegeneinander abzustützen und so ein gegenseitiges Aufliegen dieser beiden Teile auf den Zapfen 21 der Verstellhebel 17 zu vermeiden. Während des Betriebes besteht zwischen den Kragen 57 und der Fläche 58 ein geringes Spiel von etwa 2 mm.

An seinem oberen, verstärkten Rand besitzt der .Schaufelträger 1 Gewindebohrungen 59, die die Schrauben für die Befestigung des Aufhänge- und Abstellringes 37 (Fig. 5) aufnehmen.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt die Durchführung des erfindungsgcmäßen Verfahrens, die Montage des Schaufelträger 1 und der Verstellhiilse 60. auf folgende Weise: Die Schaufelträgcrhälfte 1 wird zunächst mit dem Halbring 25 b derart lest verbunden, daß sie beim nachfolgenden Aufrichten auf der Auflagefläche 29 ruht und durch den Ansatz 30 zentriert ist. Dann wird der Montagering 25 durch Anschrauben der zweiten Hälfte 25« vervollständigt und die Schaufelträgcrhälfte 1 mit Hilfe des Ringes 25 mit senkrechter Achse aufgestellt. Auf die Rollen 34 der als Gleitbahn ausgebildeten äußeren Auflagefläche 31 des Halbringes 25 α wird nunmehr die Verstellhülsenhälfte 60 aufgesetzt. Als nächster Schritt werden die Verstellhebel 17 der Schaufel 4 in der senkrechten Reihe C (Fig. 9) so ausgelichtet, daß die Gleitsteinc 24 den zugehörigen Nutringen 50 der Verstellhülse 60 gegenüberstehen, wie dies für die Reihen F und Gin F i g. 9 gezeigt ist.

Die auf den Gleitrollen 34 leicht bewegliche Verstellhülse 60 wird nunmehr in Richtung des Pfeiles // über die erste Reihe C der Schaufel 4 gedreht. Abwechshmgsweisc erfolgt nun die Ausrichtung der Reihen /), L usw. und das schrittweise Einschieben der ausgerichteten Reihen in die Nutringe 50 durch Drehen der Hülse 60. Das schrittweise Einschieben der senkrechten Schaufelreihen in die Nutringe 50 wird fortgesetzt, bis die Reihen F und G eingeschoben sind. Daraufhin wird der Aufhänge- und Abstellring 37 an der Schaufelträgerhälfte 1 mit der Hälfte von in die Gewindebohrungen 59 eingeschraubten Schraubenbolzen befestigt.

Während das bisher beschriebene Vorgehen für die Montage des Unterteils und des Oberteils von Schaufelträger I und Verstellhülse 60 gleich ist, wird die Fixierung der beiden Elemente miteinander bei Ober- und Unterteil in verschiedener Weise vorgenommen, um den verschiedenen Gegebenheiten für den Ober- und den Unterteil beim Einbau in das Gehäuse Rechnung zu tragen.

Bei dem Unterteil erfolgt die Fixierung mit Hilfe der Befestigungselemente 44, die in den F i g. 7 und 8 gezeigt sind. Wie schon kurz erwähnt, werden die Befestigungen 44 mit den Flanschcbenen 51 der Verstellhülse 60 und entsprechenden, in der axialen Teilungsebene gelegenen Flächen des Schaufelträgers 1 fest verbunden. Der Halbring 25« des Montageringes wird anschließend demontiert, das Unterteil mit Hilfe einer geeigneten Aufhänge- und Transporteinrichtung, die an dem Ring 37 angreift, zunächst umgelegt und auf den Kanten 36 und 40 der Halbringe 25 h und 37 abgestellt.

Nachdem die Aufhänge- iun\ Transporteinrichtung in die I laken 48 der Befestigungselemente 44 eingehängt worden ist, werden die Halbringe 25 b und 37 entfernt und der aus der Schaufelträgerhälfte 1 und der Verstellhülsenhälfte 60 bestehende Unterteil in das Gehäuse eingesetzt.

Da die Befestigungselemente 44 ein Aufsetzen des Oberteils auf den bereits im Gehäuse befindlichen Unterteil verhindern, erfolgt die Fixierung des Oberteils der Hülse 60 und des Trägers 1 relativ zueinander mit Hilfe des Aufhängeringes 37, in dessen Gewinde 43 (F i g. 5) Schrauben eingesetzt werden, die die Vcrstcllhülse 60 fixieren. Nach dem Lösen des Halbringes 25« wird dann das Oberteil des Schaufelträger 1 und der Verstelldüse 60 gemeinsam mit Hilfe der Aufhänge- und Transporteinrichtung, die an den Ösen 42 und den pilzförmigen Ansätzen 26 der Halbringe 37 bzw. 25 b angreift, auf dem bereits im Gehäuse montierten Unterteil aufgesetzt, ehe die beiden Halbringe 25 b und 37 gelöst werden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Montage eines mehrstufigen Axialverdichters, bei dem ein mit einer Vielzahl von drehbaren Leitschaufeln versehener, in einer Achsebene geteilter Schaufelträger mit einer ebenfalls in einer Achsebene geteilten Verstellhülse für die Schaufeln verbunden wird, wobei Zapfen an den Verstellhebeln der Schaufeln in Nutringe eingeschoben werden, die längs des inneren Umfanges der Verstellhülsc verlaufen, d a durch gekennzeichnet, daß zunächst in einem Montagering (25 a, 25 b) eine Schaufelträgerhälftc (1) und die zugehörige Verstelihülsenhällte (60) einander gegenüber, mit ihren Achsen senkrecht, aufgestellt werden, daß weiterhin schrittweise die Verstellhebel(17) axial gerichteter Reihen (C, D. E, F, G) auf die entsprechenden Nuten (50) ausgerichtet und anschließend die Zapfen (21) der Verstellhebel (17) jeder axialen Schaufelreihc (C, D, E, F, G) durch Relativdrehung einer Hälfte (1) gegen die andere (60) um die Achse des Trägers (1) bzw. der Hülse (60) in die Nutringe (50) der Verstellhülse (60) eingeschoben werden und daß schließlich die beiden Hälften (1, 60) durch Befestigungselemente (44,

37) relativ zueinander fixiert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine (1) der beiden Hälften (1.60) mit dem Montagering (25) fest verbunden ist, während die andere (60) verschoben werden kann.

3. Montagcring zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch zwei längs eines Durchmessers geteilte, fest miteinander vcrbindbarc Halbringe (25 a, 25 b) mit einer inneren Auflagefläche (29) für den Schaufelträger (1) und einer ringförmigen Zentrierlläche (30), durch weiche der Schaufelträger (1) im Montagering (25) zentriert ist, sowie mit einer dazu konzentrischen, stufenförmig abgesetzten Auflagefläche (31) für die Verstcllhülse (60) und einem Rand (35), durch den die Versiellhülse (60) im Montagcring (25) zentriert ist, wobei mindestens eine (31) der beiden Auflagellächen (29, 31) als Gleitbahn ausgebildet ist.

4. Montagering nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitbahn (31) mil auf dem I 'nifaiig verteilten Gleitrollen (34) versehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen