DE2165528A1 - Einrichtung zum herstellen eines geringen spaltes zwischen den umlaufenden schaufeln und der wandung einer stroemungsmaschine - Google Patents

Description

• Einrichtung zum Herstellen eines geringen Spaltes zwischen den umlaufenden Schaufeln und der Wandung einer Strdmungsmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Herstellen eines geringen Spaltes zwischen den Schaufeln eines Läufers einer Strömungsmaschine und der an die Schaufeln anschließenden Wandung eines Gehäuses, wobei die Mantelitmenlinien der Wandung mit der Läuferachse divergieren oder konvergieren.
• Es ist bekannt (hätte, Band II von 1954, Seite 968), den Läufer einer Strömungsmaschine durch Beilagen am Drucklager axial ein zustellen. Bei Strömungsmaschinen, bei denen die an die echaufeln anschließende Wandung konvergierende oder divergierende Mantelinnenlinien hat, wird durch axiales Verschieben des LEufers der Spalt zwischen den Schaufeln und der Wandung vergrößert oder verkleinert. Erreicht die Strömungsmaschine eine gewisse Länge, so reicht die Spalteinstellung mittels Axialverschiebung des Läufers nur bei sehr engen Toleranzen und damit hohen Kosten aus, da sich die Toleranzfehler über die Länge addieren und dadurch Bereiche noch einz großen Spalt aufweisen, obwohl andere Bereiche auf das minimale Spaltmaß eingestellt sind. Weiterhin ist eine minimale Spalteinstellung durch Axialverschiebung des Läufers bei einer Strömungsmaschine, deren Läufer beispielsweise zwei getrennte Maschinenteile aufweist, deren Mantelinnenlinien zueinander konvergieren oder divergieren, nicht möglich, da bei Verringerung des Spaltes des einen Teils sich der Spalt des anderen Teils vergrößert.
• Der erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Herstellen eines geringen Spaltes obiger Gattung, mit einfachen Mitteln, dahingehend zu verbessern, daß der Spalt zwischen den Schaufeln des Läufers und der anschließenden wandung über den ganzen Bereich einer Strömungsmaschine gleichmäßig eingestellt werden kann.
• Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß die an die Schaufeln anschließende Wandung quer zur Läuferachse unterteilt ist und mindestens ein Teil gegenüber den anderen Teilen axial verschiebbar und fixierbar ist. Durch diese Ausgestaltung der Erfindung wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß nunmehr die den Läufer umgebenden Wandungsteile so verschoben werden können, daß über den ganzen Bereich ein gleichmäßiges Spaltmaß erreicht wird. Dies kann so erfolgen, daß beispielsweise der Spalte zwlschen Läufer und einem bestimmten Teil der Wandung durch Axialverschiebung des Läufers eingestellt wird und danach der übrige Teil oder die Ubrigen Teile der Wandung gegenüber dem bestimmten Teil soweit verschoben werden, bis der Spalt zwischen den verschiebbaren Teilen und den Schaufeln des Läufers einen Minimalwert erreicht.
• In einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß zwischen den Wandungsteilen Stellschrauben angeordnet sind und die Endlage des verschiebbaren Wandungsteils durch eine zwischen diesem und dem Gehause angeordnete Paßscheibe festgelegt ist.
• Die Wandungsteile gegeneinander mittels StellschriDen verschietbar anzuordnen, ist insbesondere deshalb vorteilhaft, weil die Teile aufgrund des Zusammenwirkens mit dem Läufer die gleiche Temperatur und daher die gleiche Ausdehnung haben wie dieser, so daß Veränderungen des Spaltmaßes während des Betriebs vermieden werden. Die Endlage des verschiebbaren Wandungsteils durch eine Paßscheibe zu fixieren, ist im Hinblick auf Schwlngungen und Gerausche günstig, da dadurch die Stellschrauben auf eine gewisse Vorspannung gebracht werden können, wodurch ein fester Sitz der Wandungsteile gewährleistet ist.
• Eine schnelle Verstellung und gute FixìeRng der Wandungen wird dadurch erreicht, daß die Stellschrauben als Stiftschrauben ausgebildet sind, die je zur Hälfte mit gegenläufigem oder in der Steigung differierendem Gewinde ausgerüstet und in beiden Wandungsteilen eingeschraubt sind.
• Eine einfache und preisgtinstige Verstellung wird dann erreicht, wenn die Stellschrauben kreiszylindrische, scheibenförmige Köpfe mit inrichtungen zum Angreifen eines Werkzeuges haben und die Y<3pfe in entsprechenden Aussparungen des gegenüberliegenden WandungsteilE angeordnet sind. Eine Sicherung der Stellschrauben erfolgt in günstiger Weise durch Kontern mittels Muttern.
• Etne günstige Axialverstellung des Läufers* insbesondere bei Verwendung eines Wälzlagers als Puhrungslager, ist dann gewährleistel wenn das Führungslager des Läufers über einen mit einem Flansch versehenen Lagerträger im Gehäuse eingesetzt ist, wobei zwischen dem Flansch und dem Gehäuse eine Paßscheibe angeordnet ist.
• Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß im Bereich der Teilung der verschiebbaren Wandungsteile eine feste Gehäusewand vorgesehen ist, an der die Stellschrauben für die benachbarten Wandungsteile angreifen. Dadurch ist es möglich, alle Wandungsteile auch gegenüber dem Gehäuse zu verstellen, so daß sich beispielsweise eine sinstellung durch Axlalverschiebung des Läufers erübrigt.
• In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung ve einfacht dargestellt. Es zeigen: Abb. 1 einen Längsschnitt durch einen Verdichter, bei dem nur die Hälfte oberhalb der Drehachse dargestellt ist, mit einem mehrstufigen Axialteil und einem Radialteil, bei dem die den Läufer umgebende Wandung in zwei Teile aufgeteilt ist und der Wandungsteil des Axialverdichterteils gegenüber dem Wandungsteil des Radialverdichters verschie bar angeordnet ißt, Abb. 2 einen Schnitt durch den Verdichter gemäß Abb. 1, bei dem der Wandungsteil des Axialteils gegenüber dem Gehäuse fixiert ist und die Wandung des Radialversichters verstellt wird.
• In den Abb. ist mit 1 ein Läufer einer Strömungsmaschine bezeichnet, auf dem zwei mit Axialsehaufeln versehene Laufkränze 2 und 3 sowie eine radiale Stufe 4 befestigt sind. Die Läufkränze 2 und 3 arbeiten mit zwei Leitkränzan 5 und 6 zusammen, die an einem Wandungsteil 7 befestigt sind. Der Wandungsteil 7 hat einen zylindrischen Außenmantel mit zwei Wulstringen 8 und 9, mittels denen der Wandungsteil 7 n einem diesen umgebenden Gehäuse 10 gelagert ist. Der Innenmantel des Wandungsteils 7 ist konisch ausgebildet und verjüngt' sich iniiichtung.auf die Radialstufe 4. Um die Radialstufe 4, die radiale Schaf! & 4a baut, ist ein Radialstufenleitkranz 11 angeordnet, der in bekannter Weise die Geschwindigkeit des verdichteten Mediums in Druck umwandelt und nicht dargestellt am Gehäuse 10 befestigt und über einen 0-Ring 12 an diesem abgedichtet ist. An die Radialschaufeln 4a schließt sich ein weiterer Wandungsteil 13 an, der einen Flansch 14 aufweist und mit diesem am Radialstufenleitkranz 11 über Schrauben 15 befestigt ist. Der Wandungsteil 13 hat in dem Bereich, in dem er innenhalb des Radialstufenleitkranzes angeordnet ist, einen mantelförmigen Spalt 16, so daß der Wandungsteil 13 sich bei Erwarmung auadehnen kann. An der der Radialstufe 4 zugewandten Stirnfläche hat der andungsteil 7 achsparallel zu seinem Außenmantel angeordnete Gewindebohrungen 17.
• Wie im Ausführungsbeispiel gemäß Abb. 1 dargestellt, sind in die Gewindebohrungen 17 Stellschrauben 18 eingesetzt, die als Schrauben 18 a ausgebildet und tiber Kontermuttern 19 gesichert sind.
• Die Schrauben 18 a haben kreiszylindrische scheibenförmige Köpfe 20, in denen radiale Bohrungen 21 angeordnet sind. In die radialen Bohrungen 21 können Stifte eingesteckt werden, die dann als Werkzeug zur Verstellung der Schrauben dienen. Im Wandungsteil 13 sind Nuten 22 eingearbeitet, in die die Köpfe 20 der Schrauben eingreifen. Die den Gewindebohrungen 17 gegenüberliegende Seite des Wandungsteils 7 ist als Stirnfläche 40 ausgebildet, wobei zwischen der Stirnfläche 40 und einer Anschlagfläche 39 des Gehäuses 10 eine Paßscheibe 28 angeordnet ist.
• Wie in den Abb. 1 und 2 weiter dargestellt, weist das Gehäuse 10 eine zentrale Bohrung 23 auf, in der ein Lagerträger 24 eingesetzt ist. Der Lagerträger 24'hat einen Außenflansch 25, der die axiale Fixierung des Lagerträgers 24 innerhalb des Gehäuses iibernimmt und über nicht dargestellte Schrauben mit dem Gehäuse 10 verbunden ist. Zwischen dem Flansch 25 und dem Gehäuse 10 ist eine Paßscheibe 26 angeordnet, so daß durch Variieren der Dicke der Paßscheibe 26 eine Axialverstellung des Lagerträgers 24 innerhalb des Gehäuses 10 erfolgen kann. Im Lagerträger 24 ist ein Kugellager 27 befestigt, in dessen Innenring der Läufer 1 angeordnet ist. Das Kugellager 27 ist sowohl im Läufer 1 wie im Lager träger 24 verspannt;, so daß es als Axialführungslager des Läufers 1 dient. In einer gegenüber der zentralen Bohrung 23 erweiterten Bohrung 29 des Gehäuses 10 ist ein Ring 30 mit U-fdrmigem Querschnitt dichtend eingesetzt, dessen Innenfläche mit einer zugeordneten Außenringfläche des Läufers 1 eine Labyrinthdichtung 31 bildet, die ein Austreten des Schmiermittels des Lagers 27 verhindert. Zwischen dem Wandungsteil 7 und dem Wandungsteil 13 ist ein scheibenförmiger Spalt 32 vorgesehen, der eine Verbindung zwischen dem Druckraum hinter dem Axialverdichter und einem Ringraum 33 außerhalb der Wändungsteile 7 und 13 herstellt. Der Ringraum 33 ist über ein nicht dargestelltes Abblasventil mit der Außenluft verbunden. Das Abblasventil öffnet sich bei niedriger Drehzahl des Verdichters, so daß aus dem Druckraum zwischen Axialverdichter und Radialstufe Luft entweichen kann, wodurch ein "Punpen't des Axialverdichters vermieden wird.
• Das AusfUhrungsbeispiel gemäß Abb. 2 unterscheidet sich von dem AusfUhrunr.C.beispiel gemaß Abb. 1 dadurch, daß die Paßscheibe 28 entfallen ist und anstelle dessen zwischen dem Flansch 14 und dem Radialstufenleitkranz eine Paßscheibe 34 eingesetzt ist.
• Weiterhin sind die Stellschrauben 18 als Stiftschrauben 35 ausgebildet, die in ihrer Mitte einen Sechskantkopf 36 haben. Auf er einen Seite des Sechskantkopfes haben die Stiftschrauben 35 Rechts- und auf der anderen Seite Linksgewinde. Sie sind mit ihrem einen Ende in den Gewindebohrungen 17 des Wandungsteils 7 eingesetzt. Ihre andere Hälfte ist mit einem Flansch 37, der am Wandungsteil 13 angeordnet ist, verschraubt. Zur Sicherung dient eine Mutter 38, die den Gewindestift 35 mit dem Flansch 37 verspannt.
• Die Einstellung des Spaltes erfolgt beim Ausführungsbeispiel gemäß Abb. 1 dadurch, daß der Läufer 1 über den Lagerträger 25 so weit nach links verschoben wird, bis zwischen dem Wandungsteil 13 und den Radiafschaufeh 4a ein gewünschter Spalt vorhanden ist. Danach wird der Abstand zwischen dem Flansch 25 des Lagerträgers 24 und dem Gehäuse 10 gemessen und eine entsprechende Paßscheibe 26 eingesetzt. Weiterhin wird der Wandungsteil 7 über die Stellschrauben 18 soweit nach links verschoben, bis das gewünschte Spiel zwischen dem Innenmantel des Wandungsteils 7 und den Läufkränzen 2 und 3 vorhanden ist. Dann wird der Abstand zwischen der Anschlagfläche 39 und der Stirnfläche 40 gemessen und eine Paßscheibe 28 mit entsprechender Dicke eingesetzt. Abschließend werden die Stellschrauben 18 über die Muttern 19 gesichert und der Lagerträger 24 im Gehäuse befestigt.
• Im Ausführungsbeispiel gemäß Abb. 2 liegen die Anschlagfläche 39 und die Stirnfläche 40 gegeneinander, so daß der Läufer 1 wie im Ausführungsbeispiel gemäß Abb. 1 soweit verschoben wird, bis das gewünschte Spiel zwischen den Laufkränzen 2 und 3 und dem Innenmantel des Wandungsteils 7 vorhanden ist. Danach wird über die Stiftschrauben 35 der Wandungsteil 13 soweit nach rechts verschoben, bis zwischen diesem und den Radialschaufeln 4a das gewünschte Spiel eingestellt ist, so daß dann der Abstand zwischen dem Flansch 14 und dem Radialstufenleitkranz 11 gemessen und eine entsprechende Paßscheibe 34 eingesetzt werden kann. Abschließend werden die Schrauben 15 und die Muttern 38 angezogen.

Claims (1)

Patentansprüche

1. Einrichtung zum Herstellen eines geringen Spaltes zwischen den Schaufeln eines Läufers einer Strömungsmaschine und der an die Schaufeln anschließenden Wandung eines Gehäuses, wobei die Mantelinnenlinien der Wandung mit der Läuferachse divergierung oder konvergieren, dadurch gekennzeichnet, daß die an die Schaufeln (2, 3, 4a) anschließende Wandung (7, 13) quer zur Läuferachse unterteilt ist und mindestens ein Teil (7 oder 13) gegenüber den anderen Teilen (13 oder 73 axial verschiebbar und fixierbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Wandungsteilen (7, 13) Stellschrauben (18) angeordnet sind und die Endlage des verschiebbaren Wandungsteils (7 oder 13) durch eine zwischen diesem und dem Gehäuse (io) angeordnete Paßscheibe (28 oder 34) festgelegt ist.

3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellschrauben (18) als Stiftschrauben (55) ausgebildet sind, die je zur Hälfte mit gegenläufigem oder in der Steigung d1fferierendem Gewinde ausgerüstet und in beiden Wandungsteilen (7, 13) eingeschraubt sind 4. einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellschrauben (18 a)kreiszylindrische, scheibenförmige Köpfe (20) mit Einrichtungen (21) zum Angreifen eines Werkzeuges haben und die Köpfe (20) in entsprechenden Aussparungen (22j des gegendberliegenden Wandungsteils (13) angeordnet sind.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungslager (27) des Läufers ( über einen mit einem Flansch (25) versehenen Lagerträger (24) im Gehäuse eingesetzt ist, wobei zwischen dem Flansch (25) und dem Gehäuse (10) eine Paßscheibe (26) angeordnet ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Teilung der verschiebbaren Wandungsteile (7, 13) eine feste Gehäusewand vorgesehen ist, an der die Stellschrauben für die benachbarten Wandungsteile angreifen.