DE19758160A1

DE19758160A1 - Gehäuseverbindung für geteilte Gehäuse

Info

Publication number: DE19758160A1
Application number: DE1997158160
Authority: DE
Inventors: Pierre Meylan
Original assignee: Asea Brown Boveri AG Switzerland; Asea Brown Boveri AB
Current assignee: ABB Schweiz Holding AG; ABB AB
Priority date: 1997-12-30
Filing date: 1997-12-30
Publication date: 1999-07-01
Also published as: FR2773205A1

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine Gehäuseverbindung für geteilte Gehäuse von Ap paraten und Maschinen, insbesondere von warmgehenden Strömungsma schinen, wie Gasturbinen oder Dampfturbinen, unter Einsatz von Schrumpf ringen, sowie ein Verfahren zur Herstellung dieser Verbindung.

Stand der Technik

Die Verwendung von einteiligen Schrumpfringen anstelle von Verschraubun gen für das Zusammenhalten von geteilten Gehäusen von Apparaten und Maschinen, insbesondere von warmgehenden Strömungsmaschinen, wie Gasturbinen oder Dampfturbinen und dort insbesondere bei HD- Turbineninnengehäusen, ist seit langem als Stand der Technik bekannt.

Die Vorteile der Schrumpfringverbindungen gegenüber der bislang weitge hend durchgesetzten Flansch- beziehungsweise Schraubverbindung sind ebenfalls weitgehend bekannt.

So wird beispielsweise eine Störung der Symmetrie, die durch Flansche quasi zwangsläufig verursacht wird, vermieden und damit ein günstigerer Spannungsverlauf, insbesondere der thermisch induzierten Spannungen, im betreffenden Gehäuse ermöglicht.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß Schrumpfringe mit einem Minimum an Platzbedarf das Zusammenhalten der Gehäusehälften sowohl bei Raum temperatur als auch bis zu den höchsten bisher bekannten auftretenden Druckdifferenzen und bis zu Temperaturen von etwa 650°C gewährleisten.

Auch kann der Aufwand bei Bearbeitung und Montage von Schrumpfringen im Vergleich mit einer Flanschverschraubung als vergleichbar angesehen werden.

In den vergangenen drei Jahrzehnten wurden weit über 200 Turbogruppen mit Schrumpfringverbindungen gebaut und erfolgreich in Betrieb genommen, was als Zeichen dafür anzusehen ist, daß dieses sich heutzutage als eine etablierte und kostengünstige Technik bei Hoch- und Höchstdruckturbinen mit Frischdampfdrücken im Bereich von 16 MPa bis 30 MPa und Tempera turen bis 650°C darstellt, welche sich hervorragend bewährt hat.

Allerdings sind bei den zuvor erläuterten Vorteilen der bekannten Schrumpf ringverbindungen auch einige Nachteile vorhanden, die den ausschließlichen Einsatz von Schrumpfringverbindungen bislang verhindern.

Der Hauptnachteil der Schrumpfringverbindungen nach dem Stand der Technik besteht darin, daß sie nur bei annähernd zylindrischen oder schwach konischen Gehäuseaußenkonturen einsetzbar sind. Für deren Montage wird hierbei jeweils ein freies Ende benötigt, damit die vorgesehe nen Schrumpfringe nacheinander über das zusammengebaute Innengehäu se aufgeschoben werden können. Bei stark konischen Gehäusen, wie Mit teldruckturbinen, sowie bei Gehäusen mit Stutzenabgängen an beiden En den oder bei Gasturbinen sind Schrumpfringverbindungen bislang nicht zum Einsatz gekommen, da deren Montage hier kaum möglich ist. Soweit be kannt, wurden bisher keine derartigen Fälle realisiert.

Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß die Schrumpfringe auf einer entsprechend vorbearbeiteten, vorzugsweise gedrehten oder auch zusätzlich geschliffenen Fläche des Gehäuses aufliegen müssen. Sind Stutzen für das Zuführen oder Abführen des Arbeitsmediums im Wege, so muß im Bereich der Stutzen auf Schrumpfringe verzichtet werden. Dies erweist sich aber ge rade bei Stutzen für Zudampf sehr nachteilig, weil in diesem Bereich die größten Druckdifferenzen auftreten. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß der üblicherweise durch die Anforderungen an die Dichtheit der Trennebene bestimmte Abstand zwischen zwei benachbarten Schrumpfringen hier ab weichend durch den Stutzenaußendurchmesser bestimmt wird.

Außerdem ist der Einbau von Schrumpfringverbindungen ebenfalls nicht möglich bei einmanteligen Dampf- und/oder Gasturbinengehäusen, obwohl ihr Einsatz wünschenswert wäre. Mit zunehmenden Drücken und Abmes sungen steigt das Bedürfnis nach platzsparenden Verbindungssystemen der Gehäusehälften, sowohl bei Dampfturbinen als auch bei Gasturbinen. Die volle Druckdifferenz zwischen den Arbeitskammern und der Atmosphären muß über die Verbindung der Trennebene aufgenommen werden. Auch hier wäre der Einsatz von Schrumpfringen mit all deren Vorteilen willkommen, da die Flanschverschraubungen an den Grenzen ihrer Baubarkeit angelangt sind. Bei großen Maschinen sind große Flanschschrauben erforderlich, die zwangsläufig zu großer Materialkonzentration führen, begleitet von starken Asymmetrien. Dies aber führt wiederum zu Konstruktionen, die bezogen auf die heute geforderten kurzen Anfahrzeiten nicht genügend wärmeelastisch sind, so daß bereits hieraus ein bisher nicht oder schwierig beherrschbares Problem resultiert.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ei ne Gehäuseverbindung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche es gestattet, mit geringst möglichem Aufwand auch die aufgezeigten Fälle, bei denen Schrumpfringverbindungen nach dem Stand der Technik nicht infra gekommen, sicher zu beherrschen.

Darstellung der Erfindung

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Wei terbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Entsprechend der Erfindung ist daher vorgesehen, daß wenigstens ein mehrteiliger Schrumpfring vorgesehen ist, welcher die zu verbindenden Ge häuseteile umfaßt und zusammen hält. Hierbei bedeutet mehrteilig insbeson dere, daß der aus dem Stand der Technik an sich bekannte einteilige bezie hungsweise einstückige Schrumpfring in einzelne Elemente, das heißt Ringteile aufgeteilt ist, die zusammen einen kompletten Schrumpfring erge ben. Die der Erfindung zugrundeliegende Idee besteht also darin, die Schrumpfringverbindungen teilbar zu gestalten, wodurch die Anwendungs möglichkeiten für Schrumpfringverbindungen drastisch verbessert sind.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der mehrteilige Schrumpfring aus wenigstens zwei Ringteilen gebildet, deren Enden jeweils formschlüssig miteinander verbunden sind. Diese formschlüssige Verbin dung kann in jeder gewünschten Lage am Umfang des Gehäuses realisiert werden.

Vorteilhafterweise können entsprechend einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung die Ringteile des mehrteiligen Schrumpfring einen viereckigen Querschnitt, insbesondere aber einen prismatischen Querschnitt mit einer ausreichend breiten Auflagefläche und einer schmaleren Deckfläche, auf weisen.

Eine vorteilhafte Anwendung der Erfindung sieht vor, daß mehrere geteilte Schrumpfringe axial nebeneinander angeordnet sind, wobei der Abstand der Schrumpfringe sich nach der geforderten Dichtheit richtet und nicht, wie bei herkömmlichen Anordnungen nach den räumlichen Gegebenheiten. Dem gemäß sind auch bei Stutzen und ähnlichen Unstetigkeiten in der Gehäuse kontur Schrumpfringe im erforderlichen Abstand angeordnet.

Für derartige Anwendungsfälle ist in vorteilhafter Weise vorgesehen, daß die Ringteile gekröpft sind, wobei zweckmäßigerweise jeweils zwei gleichförmig gekröpfte mehrteilige Schrumpfringe einander symmetrisch zugeordnet sind und der Kröpfungswinkel höchstens 30° beträgt.

Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können die Ringteile der geteilten Schrumpfringe jeweils zwei nebeneinander angeord nete Haltebügel besitzen, welche an den Enden jeweils vereinigt sind. Diese Gestaltung erlaubt es beispielsweise örtliche Unstetigkeiten in der Gehäuse kontur, wie Buckel oder örtliche Ausformungen mit den Ringteilen zu umfas sen. Andererseits kann mit Hilfe dieser Ausgestaltung abhängig von der auf zubringenden Preßkraft die vom Schrumpfring aufgebrachte Preßkraft auf einen breiteren Bereich verteilt werden, so daß letztendlich weniger Schrumpfringe benötigt werden.

Zum Zwecke einer einfachen Handhabung ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung jedes Ringteil an einem Ende mit einer Durch gangsöffnung, insbesondere eine Querbohrung, versehen und besitzt am entgegengesetzten Ende eine einfache oder mehrfache Gabellasche mit Durchgangsöffnung, insbesondere eine Querbohrung.

Hierbei sind die beiden Enden eines Ringteils zueinander kompatibel gestal tet, so daß es möglich ist, daß die Gabellasche eines Ringteils das hierzu kompatible Ende eines zugeordneten weiteren Ringteils eingreift und mittels eines in die Durchgangsöffnungen oder Querbohrungen beider Ringteile eingeführten Steckbolzens beide Ringteile miteinander verbunden sind.

Die Querbohrungen zur Aufnahme des Steckbolzens können hierbei parallel oder senkrecht zur Auflagefläche der Ringteile angeordnet sein.

Um eine einfache Montage und sichere Befestigung zu gewährleisten, sind die Steckbolzen konisch oder als Keil ausgebildet, welche in die hierfür am Ringteil vorgesehenen Bohrungen beziehungsweise Durchgangsöffnungen eingreifen.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform zur Verbindung von Ringteilen kann jedes Ringteil an einem Ende eine Querschnittserweiterung aufweisen und am entgegengesetzten Ende eine hierzu kompatible gabel förmige Hakenlasche, in welche die Querschnittserweiterung, die bevorzugt als Hammerkopf ausgebildet sein kann, formschlüssig eingreift, so daß hier durch beide Ringteile miteinander verbunden sind.

An Stelle eines Hammerkopfprofils kann die Querschnittserweiterung auch von einem sich zum freien Ende hin erweiternden Keil, ähnlich einem Hufna gel, oder von einem Kugelkopf gebildet sein, wobei für letzteren eine hierzu kompatibel ausgebildete kalottenförmige Gabellasche vorgesehen ist.

Entsprechend dem vorgesehenen Einbauort ist der mehrteilige Schrumpfring vorzugsweise kreisförmig ausgebildet, so daß er einen Vollkreis umschließt, wobei die Preßkraft gleichförmig radial nach innen aufgebracht wird, doch sind erfindungskonform auch hiervon abweichende polygonale Formen des mehrteiligen Schrumpfringes, wie zum Beispiel annähernd rechteckförmig oder oval, möglich.

Um die erforderlichen, infolge Schrumpfung erzeugten Preßkräfte zu bewir ken, ist der Innendurchmesser des mehrteiligen Schrumpfrings um 0,5‰ bis 1,5‰, vorzugsweise um 1,2‰, kleiner als der Außendurchmesser der zu geordneten Auflagefläche am Gehäuse. Bei von der Kreisform abweichen den Formen ist der mittlere Durchmesser beziehungsweise die entsprechen de Umfangsdifferenz zugrundezulegen.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung beim Einsatz des erfindungsge mäßen Schrumpfringes sieht vor, daß die dem mehrteiligen Schrumpfring zugeordnete Auflagefläche am mehrteiligen Gehäuse gefräst und nicht ge dreht ist, wie seither bei herkömmlichen Schrumpfringen. Die mit Fräsen er reichbare Oberflächengüte ist im Hinblick auf die Verwendung des erfin dungsgemäßen mehrteiligen Schrumpfringes völlig ausreichend.

Um den erfindungsgemäßen mehrteiligen Schrumpfring jeweils zu montieren ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung ein besonderes Verfahren vorge sehen, gemäß welchem unter Verwendung einer Wärmequelle, mittels wel cher der Schrumpfring um eine Temperaturdifferenz gegenüber dem Gehäu se erwärmt wird, wobei die Ringteile des mehrteiligen Schrumpfrings am Gehäuse angeordnet und bis auf eine letzte Verbindung miteinander ver bunden werden, die am Gehäuse angeordneten Ringteile mittels eines Spannbandes mit einem Spannschloß gegen das Gehäuse beaufschlagt werden, die Ringteile gleichförmig örtlich erwärmt werden, zum Beispiel mit tels eines Gasbrenners oder mittels elektrisch beheizter Matten, unter gleichzeitigem Nachspannen des Spannbandes, bis die letzte formschlüssi ge Verbindung ineinandergreift, und anschließend die Anordnung eine Ab kühlung auf Raumtemperatur erfährt, bevor das Spannband abgenommen wird.

Hierbei wird der mehrteilige Schrumpfring vorzugsweise auf eine Tempera turdifferenz von 200°C bis 250°C gegenüber dem Gehäuse erwärmt.

Die vorstehend erläuterten neuen Lösungen sind möglich, weil zwischen den Schrumpfringen meist genügend axialer Abstand vorhanden ist und die Rin ge wegen ihres prismatischen Profils viel mehr Fläche bieten bei gleicher Baulänge als jede Flanschverbindung mit Schrauben.

Darüber hinaus ist die Teilung der Schrumpfringe keineswegs auf die hori zontale Trennebene beschränkt, wie das bei Flanschverbindungen der Fall ist. Die Verbindung kann in jeder gewünschten Lage über den Umfang des Gehäuses vorgesehen werden, was sich bei schwieriger Platzverhältnissen als großer Vorteil erweist. Der Konstrukteur hat somit mehr Gestaltungsfrei heit, um die Schrumpfringe dort anzuordnen, wo sie gebraucht werden.

Diese und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Anhand eines in der schematischen Zeichnung dargestellten Ausführungs beispiels sollen die Erfindung, vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesse rungen sowie besondere Vorteile der Erfindung näher erläutert und be schrieben werden.

Kurze Beschreibung der Erfindung

Es zeigen:

Fig. 1 einen Ausschnitt einer schematisierten Draufsicht auf ein mit verschiedenen erfindungsgemäßen Schrumpf ringen versehenes Gehäuse;

Fig. 2 einen Teillängsschnitt durch eine Verbindungsstelle zweier Ringteile eines erfindungsgemäßen Schrumpf ringes;

Fig. 3 eine Seitenansicht auf die Darstellung in Fig. 2 in Richtung des Pfeils "A" und

Fig. 4 eine Schrägansicht eines erfindungsgemäßen Dop pelschrumpfringes.

Wege zur Ausführung der Erfindung

In Fig. 1 ist ein Ausschnitt einer Draufsicht auf ein schematisiert dargestelltes zweischaliges Gehäuse 10 einer nicht näher abgebildeten Dampfturbine ge zeigt, dessen beide Gehäuseschalen 12, 14 jeweils einen Zuströmstutzen 16 für das Arbeitsmedium aufweisen und an ihrer Trennfuge 18 aneinander gefügt und mittels verschiedenen erfindungsgemäßen Schrumpfringen 20, 22 an Stelle einer sonst üblichen Flanschverbindung mit Flanschschrauben zusammengehalten werden, welche die beiden Gehäuseschalen 12, 16 umfassen. Die Zuströmstutzen 16 sind hier schematisch jeweils nur durch Kreise angedeutet, um hierdurch zu verdeutlichen, daß hier die sonst vor herrschende zylindrische Kontur des Gehäuses 10 unterbrochen ist.

Während im zylindrischen Bereich des Gehäuses 10 ebene Schrumpfringe 20, das heißt solche mit in einer Ebene gekrümmten Ringteilen 21, angeord net sind, sind im Bereich der beiden Zuströmstutzen 16 für das Arbeitsmedi um gekröpfte Schrumpfringe 22, das heißt solche mit in zwei Ebenen winklig versetzten Ringteilen 23 vorgesehen.

Mit Hilfe dieser erfindungsgemäß vorgesehenen Kröpfung, die bis etwa 30° betragen kann, ist es möglich auch im nicht monotonen Bereich der Gehäu sekontur ausreichende Schließkräfte zum Zusammenhalt der Gehäusescha len 12, 14 aufzubringen. Hiermit ist es also möglich, rechnerisch etwa glei che Abstände der Schrumpfringe 20, 22 einzuhalten, ohne Undichtigkeiten befürchten zu müssen. Insbesondere wird durch die Verwendung von Schrumpfringen 20, 22 eine hinsichtlich der thermisch induzierten Spannun gen ungünstige Materialanhäufung zu vermeiden.

Der in Fig. 2 gezeigte Teillängsschnitt durch eine Verbindungsstelle zweier Ringteile 21 eines erfindungsgemäßen Schrumpfringes 20 ist auch für eine entsprechende Verbindung der Ringteile 23 eines gekröpften Schrumpfrin ges 22 gültig, das heißt, diese werden in gleicher Weise miteinander ver bunden. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß die Ringteile 21, 23 hinsichtlich ihrer Enden, das heißt ihrer Verbindungsstellen, in gleicher Weise ausgebil det sind. Ein Ende ist als gabelförmige Aufnahmelasche 24 mit einer Auf nahmeöffnung 25 und das andere Ende als Einstecklasche 26 ausgebildet, welche in die Aufnahmeöffnung 25 eingreift.

Die Verbindung der beiden Ringteile 21 ist hierbei mittels eines Steckbolzens 28 vorgesehen, für welchen in den miteinander korrespondierenden Enden 24, 26 der Ringteile 21 jeweils Durchgangsöffnungen 29 eingeformt sind, die an den Querschnitt des Durchsteckbolzens 28 angepaßt sind. Hierbei ist be rücksichtigt, daß der Durchsteckbolzen 28 von einem Ende zum entgegen gesetzten Ende seinen Querschnitt verringert, indem er keilförmig bezie hungsweise konisch ausgebildet ist. Hierdurch ist einerseits eine leichte Montage gewährleistet beim Einführen des Durchsteckbolzens 28 in die Durchgangsöffnungen 29 und andererseits eine günstige reibschlüssige Verankerung in den Durchgangsöffnungen 29, was durch eine Sicherungs mutter 30 am schlanken Ende unterstützt wird.

In Fig. 3 ist eine Seitenansicht auf die in Fig. 2 gezeigte Anordnung in Rich tung des Pfeils "A" wiedergegeben, aus welcher hervorgeht, daß der Durch steckbolzen 28 einen kreisförmigen Querschnitt aufweist und dementspre chend als konischer Zapfen 28 vorgesehen ist. Für das Herausziehen des Zapfens 28 ist dieser mit einem Innengewinde 27 versehen, welches an der der Sicherungsmutter 30 entgegengesetzten Stirnfläche eingeformt ist.

Die in den Fig. 2 und 3 gezeigten Anordnungen, die auch mittels eines Kei les mit rechteckigem Querschnitt gestaltet sein können, zeigen ein Detail der Verbindung zwischen zwei Schrumpfringteilen 21. Um für die Verbindung die gleiche Gestaltfestigkeit wie für den übrigen Bereich des Ringteils 21 zu er halten, ist es erforderlich, die Höhe des Ringteiles 21 sowie dessen Breite lokal zu vergrößern.

Diese Art der lösbare Verbindung ist nur als Beispiel gezeigt. Statt dessen können auch andere Varianten einer formschlüssigen Verbindung, z. B. mit tels Hammerkopf oder mittels Sägezähnen mit jeweils hierzu kompatiblen Gegenstück, vorgesehen sein.

In Fig. 4 schließlich ist eine Schrägansicht eines erfindungsgemäßen Dop pelschrumpfringes 32 dargestellt, der dazu dient, die vom Schrumpfring 32 aufgebrachte Preßkraft auf einen größeren Bereich zu übertragen. Dies wird durch die planmäßige axiale Aufweitung der Ringschenkel 34 erreicht. Hier bei kann auch vorgesehen sein, den Mittenabstand der Ringschenkel 34 so einzustellen, daß örtliche Auswölbungen oder Anformungen am betreffenden Gehäuse 10 hiervon umfaßt werden.

Die Enden der Ringschenkel 34 sind jeweils als Doppelgabellasche 36 be ziehungsweise als Doppeleinstecklasche 38 ausgebildet, wobei jeweils ebenfalls ein Durchsteckbolzen 28 die Verbindung sicherstellt.

Zur Herstellung und Montage der Schrumpfringverbindung werden die Schrumpfringe 20, 22 noch vor der Fertigbearbeitung, das heißt vor dem Fertigdrehen der Ringe 20, 22 werden diese mit Ausnahme des Innen durchmessers allseits bearbeitet und zusammengefügt, wobei die konischen Zapfen 28 eingesetzt sind. Lediglich der Innendurchmesser ist noch zu be arbeiten.

Die Ringe 20, 22 werden nun auf einen Innendurchmesser fertig gedreht, der etwa 0,5 bis 1,2‰ kleiner ist als der entsprechende Gehäusedurchmesser an der Auflagefläche des Gehäuses 10 ist. Die Auflagefläche des Gehäuse wird gedreht oder, falls die Ringe 22 abgekröpft sind, gefräst. Im gleichen Bearbeitungsschritt werden auch axiale Anschlagflächen am Gehäuse 10 hergestellt, an den sich die Ringe 22 abstützen.

Am Beispiel eines ebenen Schrumpfringes 20 soll nun der Montagevorgang beschrieben werden.

Das Gehäuse wird mit dem Läufer zusammengebaut und das am Unterteil des Gehäuses 10 befindliche Ringteil 21 wird gegen das Gehäuse 10 ange hoben. Das andere Ringteil 21 wird dann ebenfalls montiert, wobei auf einer Seite der konische Zapfen 28 bereits montiert werden kann.

Die zweite Verbindung kann zunächst nicht fertigmontiert werden, weil die Schrumpfringe 20 einen kleineren Innendurchmesser als die entsprechen den Gehäusedurchmesser aufweisen. Nun wird um den noch offenen Ring 20 ein Spannband mit Spannschloß gelegt und der Ring 20 wird mit einer Wärmequelle, zum Beispiel Ringbrenner, wie weithin üblich, erwärmt, wobei das Spannband nachgezogen wird, bis der konische Zapfen 28 in der zwei ten Verbindung eingeführt werden kann. Anschließend wird die Wärmezu fuhr beendet und das Spannband ausgebaut. Die Verbindung kann nun ab kühlen und erreicht nach gewisser Zeit Raumtemperatur. Damit ist die Ver bindung vorgespannt und die Montage ist beendet. Die Ringe können je nach Zeitvorgabe einzeln oder alle gemeinsam erwärmt werden. Die Demon tage erfolgt in umgekehrter Reihenfolge wie die Montage.

Als mögliche Anwendungen der Erfindung kommen insbesondere die Ge häuse für Dampfturbinen im Hochdruckbereich in Betracht. Vorzugsweise das HD-Innengehäuse kann mit den erfindungsgemäßen Schrumpfringen zusammengehalten werden. Sie kann aber auch für Dampfturbinen-Außen gehäuse angewandt werden, vor allem wenn Bestrebungen bestehen, die Anzahl der Schalen zu reduzieren. Damit wird es ermöglicht, einschalige Turbinen bis zu den höchsten Drücken und Temperaturen zu bauen. Die Schrumpfringbauweise erlaubt dies im Gegensatz zu den normalen ge schraubten Flanschverbindungen.

Bei Gasturbinen ist die Erfindung ebenfalls vorteilhaft anwendbar, weil mit zunehmendem Druck und Temperaturen die Flanschverbindungen eine Grenze darstellen.

Prinzipiell ist die Erfindung anwendbar für alle Gehäuse oder Behälter, wel che eine axiale Teilung aufweisen und bei denen Flanschverschraubungen an ihre technische Grenze stoßen.

Bezugszeichenliste

10

Gehäuse

12

Gehäuseschalen-Hälfte oder Gehäusesegment

14

Gehäuseschalen-Hälfte oder Gehäusesegment

16

Abströmstutzen

18

Trennfuge/Teilungsebene

20

ebener Schrumpfring

21

Ringteil

22

gekröpfter Schrumpfring

23

Ringteil

24

Gabellasche

25

Aufnahmeöffnung

26

Einstecklasche

27

Ausziehgewinde

28

Steckbolzen

29

Durchgangsöffnung

30

Sicherungsmutter

32

Doppelschrumpfring

34

Ringschenkel

36

Doppelgabellasche

38

Doppeleinstecklasche

Claims

1. Gehäuseverbindung für geteilte Gehäuse (10) von Apparaten und Maschinen, insbesondere von warmgehenden Strömungsmaschinen, wie Gasturbinen oder Dampfturbinen, unter Einsatz von Schrumpfringen (20, 22), dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein mehrteiliger Schrumpfring (20, 22) vorgesehen ist, welcher die zu verbindenden Gehäuseteile (12,14) umfaßt und zusammenhält.

2. Gehäuseverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mehrteilige Schrumpfring (20, 22) aus wenigstens zwei Ringteilen (21, 23) gebildet ist, deren Enden (24, 26) jeweils formschlüssig miteinander verbunden sind.

3. Gehäuseverbindung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringteile (21, 23) des mehrteiligen Schrumpfrings (20, 22) einen viereckigen, vorzugsweise prismatischen Querschnitt aufwei sen.

4. Gehäuseverbindung nach einem der vorherigen Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Ringteile (23) gekröpft sind.

5. Gehäuseverbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei symmetrisch gekröpfte mehrteilige Schrumpfringe (22) ein ander symmetrisch zugeordnet sind.

6. Gehäuseverbindung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kröpfungswinkel höchstens 30° beträgt.

7. Gehäuseverbindung nach einem der vorherigen Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Ringteile (33) der geteilten Schrumpfringe (32) jeweils zwei nebeneinander angeordnete Ringschenkel (34) besitzen, welche an den Enden (36, 38) jeweils vereinigt sind.

8. Gehäuseverbindung nach einem der vorherigen Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß jedes Ringteil (21, 22, 33) an einem Ende eine Gabellasche (24, 36) mit Querbohrung (29) aufweist und am entgegenge setzten Ende eine Einstecklasche (26, 38) mit einer Querbohrung (29).

9. Gehäuseverbindung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in die Gabellasche (24, 36) eines Ringteils (21, 23, 33) das hierzu kom patible Ende (26, 38) eines zugeordneten weiteren Ringteils (21, 23, 33) ein greift und mittels eines in die Querbohrungen (29) beider Ringteile (21, 23, 33) eingeführten Steckbolzens (28) beide Ringteile (21, 23, 33) miteinander verbunden sind.

10. Gehäuseverbindung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, da durch gekennzeichnet, daß die Querbohrungen (29) zur Aufnahme des Steckbolzens (28) parallel zur Auflagefläche der Ringteile (21, 23, 33) ange ordnet sind.

11. Gehäuseverbindung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, da durch gekennzeichnet, daß die Querbohrungen (29) zur Aufnahme des Steckbolzens (28) senkrecht zur Auflagefläche der Ringteile (21, 23, 33) an geordnet sind.

12. Gehäuseverbindung nach einem der vorherigen Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der Steckbolzen (28) konisch ausgebildet ist.

13. Gehäuseverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da durch gekennzeichnet, daß der Steckbolzen von einem Keil gebildet ist.

14. Gehäuseverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Ringteil an einem Ende eine Querschnittserwei terung aufweist und am entgegengesetzten Ende eine hierzu kompatible gabelförmige Hakenlasche.

15. Gehäuseverbindung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich net, daß das mit der Querschnittserweiterung versehene Ende eines Ring teils in die hierzu kompatibel ausgebildete Hakenlasche eines zugeordneten weiteren Ringteils eingreift und hierdurch beide Ringteile miteinander ver bunden sind.

16. Gehäuseverbindung nach einem der Ansprüche 14 oder 15, da durch gekennzeichnet, daß die Querschnittserweiterung von einem Ham merkopf gebildet ist.

17. Gehäuseverbindung nach einem der Ansprüche 14 oder 15, da durch gekennzeichnet, daß die Querschnittserweiterung von einem sich zum freien Ende hin erweiternden Keil gebildet ist.

18. Gehäuseverbindung nach einem Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittserweiterung von einem Kugelkopf ge bildet ist, der an einem Ende eines Ringteils angeformt ist, und daß am an deren Ende des Ringteils eine hierzu kompatibel ausgebildete kalottenförmi ge Gabellasche vorgesehen ist.

19. Gehäuseverbindung nach einem der vorherigen Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der mehrteilige Schrumpfring (20, 22, 32) kreis förmig ausgebildet ist und einen Vollkreis umschließt.

20. Gehäuseverbindung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeich net, daß der Innendurchmesser des mehrteiligen Schrumpfrings (20, 22, 32) um 0,5‰ bis 1,5‰, vorzugsweise um 1,2‰, kleiner ist als der Außen durchmesser der zugeordneten Auflagefläche am Gehäuse (10).

21. Gehäuseverbindung nach einem der vorherigen Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß mehrere geteilte Schrumpfringe (20, 22, 32) ne beneinander angeordnet sind.

22. Gehäuseverbindung nach einem der vorherigen Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die dem mehrteiligen Schrumpfring (20, 22, 32) zugeordnete Auflagefläche am mehrteiligen Gehäuse (10) mechanisch be arbeitet, insbesondere gefräst oder gedreht, ist.

23. Verfahren zur Herstellung einer Gehäuseverbindung nach einem der vorherigen Ansprüche unter Verwendung einer Wärmequelle, mittels welcher der Schrumpfring (20, 22, 32) um eine Temperaturdifferenz gegen über dem Gehäuse (10) erwärmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringteile (21, 23, 33) des mehrteiligen Schrumpfrings (20, 22, 32) am Ge häuse (10) angeordnet und bis auf eine letzte Verbindung miteinander ver bunden werden, daß die am Gehäuse (10) angeordneten Ringteile (21, 23, 33) mittels eines Spannbandes mit einem Spannschloß gegen das Gehäuse (10) beaufschlagt werden, daß die Ringteile (21, 23, 33) gleichförmig örtlich erwärmt werden unter gleichzeitigem Nachspannen des Spannbandes, bis die letzte formschlüssige Verbindung ineinandergreift, und daß anschließend die Anordnung abkühlt auf Raumtemperatur, bevor das Spannband abge nommen wird.

24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringteile (21, 23, 33) des mehrteiligen Schrumpfrings (20, 22, 32) auf eine Temperaturdifferenz von 200°C bis 250°C gegenüber dem Gehäuse (10) erwärmt werden.