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Einriehtung zum Zentrieren und Fixieren eines Körpers Die Erfindung
bezieht sich auf eine Einrichtung zupl Zentrieren und Fixieren eines Körpers, insbesondere
eines Leitkranzea einer Strömungsmaschine, innerhalb eines Gehäuses, wobei das Gehäuse
nach innen gerichtete Stelischrauben aufweist.
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Es ist bekannt (Lueger, Lexikon der Gesamten Technik von 1894, Band
IV, Seite 49), Lagerkörper innerhalb eines Gehäuses durch radial im Gehäusa angeordnete
Stelischrauben abzustützen. Der Lagerkörper besteht dabei aus mehreren Stücken,
die eine Welle umschließen. Die Stellschrauben dienen dazu, die Welle innerhalb
des Gehäuses zu zentrieren und nach der Zentrierung die Lagerstücke in dieser Stellung
zu halten. Weiterhin kann ein zwischen der Welle und den Lagerstücken auftretendes
Spiel durch Nachstellen an den Stellschrauben ausgeglichen werden. Durch diese Zentrier-
und Nachstelleinrichtung erfolgt Jedoch keine Vorspannung der Stücke des Lagerkörpers
in radialer und axialer Richtung, da die Stücke nur durch die Welle an einer zentripetalen
Verschiebung gehindert werden und in axialer- Richtung mit Spiel im Gehäuse eingesetzt
sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Zentrieren
und Fixieren eines Körpers obiger Gattung mit einfachen Mitteln so zu verbessern,
daß zusätzlich zur radialen Zentrierung auch eine Zentrierung in tangentialer Richtung
möglich ist und der Körper in Jeder beliebigen Zentrierlage verspannt werden kann.
Dabei soll weiterhin der Körper nach dem Verspannen im Gehäuse mit Dichtwirkung
angeordnet sein.
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Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß der Körper mit
einer Stirnfläche an einer Anschlagfläche des Gehäuses anliegt und an seiner den
Stellschrauben zugewandten außenfläche mit schrägen Wänden versehene Vertiefungen
hat, wobei die Stellschrauben Jeweils einseitig an einer schrägen Wand unter Spannung
anliegen. Durch diese Ausgestaltung der Erfindung ist es in vorteilhafter Weise
möglich, beispielsweise den Leitkranz einer Strömungsmaschine, der,um Verluste möglichst
gering zu haben, mit seiner Innenfläche an die anschließende Innenfläche des Gehäuses
genau anschließen muß und dessen Schaufeln zu radialen Streben im Luftkanal eine
bestimmte Stellung haben soll, in radialer und tangentialer Richtung zu zentrieren
und anschließend zu verspannen. Da die im Gehäuse angeordneten Stellschrauben je
an einer schrägen Wand der Vertiefungen angreifen, ergeben sie, Je nachdem mit welcher
Wand die betreffende Stellschraube in Wirkverbindung steht, Kräfte, deren Komponenten
in zwei Richtungen, beispielsweise in axialer und radialer oder in tangentialer
und radialer Richtung, wirken. Um beispielsweise Je eine axiale
und
radiale Kraftkomponente aufzubringen, muß die Kraftrichtung der betreffenden Schraube
schräg nach innen gerichtet sein. Dies kann außer durch eine schräge Wand der Vertiefung
auch durch eine gerade Wand und eine kegelige Schraubenspitze oder durch eine schräg
angeordnete Schraube erreicht werden. Die axialen Kraftkomponenten werden durch
Anpressen der Stirnfläche an die Anlagefläche aufgenommen, wodurch in vorteilhafter
Weise die Dichtwirkung zwischen dem Leitkranz und dem Gehäuse erzielt wird, die
insbesondere bei Leitkränzen von Verdichtern wegen des Druckunterschiedes wichtig
ist.
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Eine günstige Ausgestaltung der Erfindung, bei der eine radiale und
tangentiale Zentrierung möglich ist, ergibt sich dann, wenn die Vertiefungen parallel
und senkrecht zur Anschlagfläche verlaufende, mit keilförmigem Querschnitt versehene
Rillen sind und einige Stellschrauben an der der Anschlagfläche benachbarten Wand
der parallelen Vertiefungen und einige Stellschrauben an gegenüberliegenden Wänden
der senkrecht angeordneten Vertiefungen anliegen. Durch Betätigen der Versbilschrauben,
die mit den senkrecht zur Anschlagfläche verlaufenden Rillen in Wirkverbindung stehen,
wird eine Verdrehung des Leitkranzes im oder gegen den Uhrzeigersinn bewirkt, während
die Stellschrauben, die mit den parallel zur Anschlagfläche verlaufenden Rillen
in Verbindung stehen, die radiale Zentrierung bewirken. Anschließend erfolgt durch
das Anziehen der mit den parallelen Rillen zusammenwirkenden Stellschrauben das
Anpressen des Leitkranzes an die Anschlag
fläche des Gehäuses und
durch Anziehen der übrigen Stellschrauben ein weiteres Verspannen des Leitkranzes,
wobei die tangential wirkenden Kraftkomponenten von Je zwei.it den einander zugewandten
Wandungen in Wirkverbindung stehenden Stellschrauben aufgenommen werden.
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Bei einer Einrichtung, bei der nur eine radiale Zentrierung erforderlich
ist, wird vorgeschlagen, daß die Vertiefungen Sackbohrungen mit kegeligen Wänden
sind, wobei die Gewindestiftmittellinien näher an der Anschlagfläche angeordnet
sind als die Sackbohrungsmittellinien. Da Sackbohrungen sich günstig herstellen
lassen und ihre Lage nicht besonders fein toleriert sein muß, ist diese Ausgestaltung
der Erfindung preisgünstig. Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, daß das von
dem Leitkranz durch Umlenken der Luft aufgenommene Drehmoment eine Erhöhung der
Anpressung des Leitkranzes an die Anschlagfläche bewirkt, da eine Verdrehung des
Leitkranzes eine Verschiebung der Sackbohrungen gegenüber den Stellschrauben und
damit eine Vergrößerung des Abstandes zwischen der Anschlagfläche und der Jeweiligen
Berührstelle zwischen Stellschraube und Sackbohrung bewirkt.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß um
den Körper ein den Stellschrauben zugeordneter Klemmteil vorgesehen ist, wobei zwischen
diesen und die Anschlagfläche ein am Körper befestigter Flansch ragt. Der Klemmteil
kann bei einem
Leitkranz beispielsweise als Ring ausgebildet sein.
Er ninunt, da er mit den Stellschrauben In Wirkverbindung steht, die Radial kraftkomponenten
auf und bewirkt eine Verkleinmung des zwischen diesem und der Anschlagfläche angeordneten
Flansches. Intolgedeffsen kann der Leitkranz in Leichtbauweise, beispielsweise aus
Blechteilen zusammengeschweißt oder gelötet, hergestellt sein.
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Ist der Klemmteil mit großem radialem Spiel um den Leitkranz angeordnet,
dann kann noch bis kurz vor dem endgültigen Festziehen der Stellschrauben eine radiale
und tangentiale Zentrierung des Leitkranzes einfach durch Verschieben desselben
erfolgen.
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Da auch ein aus Blechteilen zusammengeschweißter Leitkranz radiale
Kräfte aufnehmen kann, wenn sie titer eine größere Fläche verteilt sind, wird vorgeschlagen,
daß der Klemmteil aus mehreren Rlemmstücken besteht.
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In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht
dargestellt. Es zeigen: Abb. 1 einen Teillängsschnitt durch einen Leitkranz und
das diesen umgebende Gehäuse mit der erfindungsgemäßen Zentriereinrichtung, Abb
2 eine Teilansicht und einen Teilschnitt durch eine Einrichtung gemäß der Linie
II - II in Abb. 1, bei der die Vertiefungen als Sackbohrungen ausgebildet sind,
Abb.
3 eine Teilansicht und einen Teilschnitt gemäß Abb. 2, wobei die Vertiefungen als
parallel und senkrecht zur Anschlagfläche verlaufende Rillen ausgebildet sind, Abb.
4 einen Schnitt durch eine Einrichtung gemäß Abb. 1, bei der Jedoch der Leitkranz
als Blechkonstruktion ausgefUhrt und ein Klemmteil vorgesehen ist, Abb. 5 eine Teilansicht
und Teilschnitt entsprechend Abb. 2 gemäß den Linien V - V in Abb. 4.
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In den Abb. ist mit 1 ein Gehäuse bezeichnet, das einen zylindrischen
Innenmantel'2 aufweist. An den Innenmantel 2 schließt sich eine Ausnehmung 3 an,
die einen größeren Innendurchmesser hat. Zwischen der Ausnehmung 3 und dem Innenmantel
2 ist eine Anschlagfläche 4 vorgesehen. Im Bereich der Ausnehmung 3 weist das Gehäuse
Bohrungen auf, in denen Stellschrauben 5 angeordnet sind, die eine kegelige Spitze
aufweisen. Die Stellschrauben 5 sind durch außerhalb des Gehäuses angeordnete Muttern
6 gesichert.
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Innerhalb der Ausnehmung 3 ist ein Leitkranz 7 angeordnet, der einen
Außenmantel 8 mit einem Bund 9 aufweist. Der Bund 9 hat eine Stirnfläche 10, mit
der er die Anschlagflä.che 4 berührt und eine Außenfläche 11, in der Vertiefungen
12, der Anzahl der Stellschrauben 5 entsprechend, vorgesehen sind.
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Wie aus Abb. 2 ersichtlich, sind die Vertiefungen 12 als Sackbohrungen
20 mit kegeligen Wänden ausgebildet. Die zur Abbildungsebene senkrecht stehende
Stellschraubenmittellinie 21 ist näher an der Anscblagfläche 4 angeordnet als die
Sackbohrungsmittellinie22
an der Stirnfläche 10. Dadurch berUhrt
die Stellschraube 5 die Sackbohrung außermittig und übt eine Kraft in Richtung des
in Abb. 1 dargestellten Pfeils 13 aus. Die radial auf den Leitkranz 7 wirkende Komponente
dieser Kraft wird durch den Bund 9 und den Außenmantel 8 des Leitkranzes 7 aufgenommen,
während die axial in Richtung auf die Anschlagfläche 4 wirkende Komponente eine
Anpressung des Leitkranzes an die PJlschlagfläche 4 bewirkt.
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Diese Kraft tritt Jedoch erst dann auf, wenn durch andere nicht dargestellte
Stellschrauben 5 eine Gegenkraft auf den Leitkranz 7 wirkt. Vorher kann-durch Verdrehen
der Stellschrauben 5 eine radiale Zentrierung des Leitkranzes 7 erfolgen.
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Im Ausfuhrungsbeispiel gemäß Abb. 3 sind die Vertiefungen 12 als zur
Anschlagfläche 4 senkrecht angeordnete Rillen 23 und parallel angeordnete Rillen
24 ausgebildet. Die Rillen 23 und 24 haben einen keilförmigen Querschnitt mit den
schrägen Wänden 25 und 26 bzw. 27 und 28. Der Leitkranz 7 weist vorzugsweise drei
parallele Rillen 24 und mindest zwei senkrechte Rillen 23 auf, wobei Je eine Stellschraube
5 in Richtung auf die Wand 26 und je eine Stellschraube 5 in Richtung auf die Wand
25 versetzt angeordnet ist. Durch entsprechendes Verdrehen einer Stellschraube 5
erfolgt eine tangentiale Zentrierung im oder gegen den Uhrzeigersinn.
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Die Rillen 24 dienen entsprechend den Sackbohrungen 20 dem radialen
Zentrieren und dem Anpressen des Leitkranzes 7 an die Anschlagfläche 4, wobei die
Stellechrauben 5 so versetzt sind, daß sie mit der schrägen Wand 28 in Wirkverbindung
stehen.
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Das AusfUhrungsbeispiel gemäß den Abb. 4 und 5 entspricht in seiner
Zentriereinrichtung dem Ausfuhrungsbeispiel gemäß Abb. 1 und 2. Bs unterscheidet
sich lediglich dadurch, daß der Leitkranz7 als Blechkonstruktion ausgeführt ist
und an seinem vorderen der Anschlagfläche 4 zugewandten Ende einen Flansch 29 hat.
Um den Leitkranz 7 ist ein Klemmring 30 angeordnet, der gegenüber dem Leitkranz
7 und der Aussparung 3 radiales Spiel hat. Der Klenring 30 nimmt die radialen Komponenten
der Kräfte gemäß dem in Abb. 1 dargestellten Pfeil 13 auf, während die Komponenten
in axialer Richtung eine Verklemmung des Flansches 29 zwischen dem Klemmring 30
und der Anlagefläche 4 bewirkn.Beim Ausführungsbeispiel gemäß den Abb. 4 und 5 ist
eine radiale Zentrierung des Klemmrings 30 nicht erforderlich, da bis kurz vor dem
endgültigen Festziehen der Stellschrauben 5 der Leitkranz 7 mit seinem Flansch 29
frei beweglich ist, so daß der Leitkranz 7 unabhängig vom Stellring 30 radial und
tangential zentriert werden kann.