DE2324880A1

DE2324880A1 - Gehaeuse eines gaserzeugers fuer gasturbinen

Info

Publication number: DE2324880A1
Application number: DE2324880A
Authority: DE
Inventors: Harro Dipl Ing Einbeck
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1973-05-17
Filing date: 1973-05-17
Publication date: 1974-12-05
Also published as: US3936241A; FR2229860B1; FR2229860A1; DE2324880B2; JPS5226561B2; DE2324880C3; SE391376B; GB1455942A; JPS5018809A

Description

Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg Aktiengesellschaft

Nürnberg, 7. Mai 1975

Gehäuse eines Gaserzeugers für Gasturbinen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gehäuse eines Gas- ' erzeugers für Gasturbinen, insbesondere für Fahrzeug-Gasturbinen, welches zumindest teilweise in einem Hauptgehäuae der Gasturbine angeordnet ist und wenigstens aua einem sich glockenförmig erweiternden Teil und einem Deckel besteht, wobei im Gehäuse wenigstens ein Radialverdichter mit seiner Lagerung, die Lagerung der den Radialverdichter mechanisch antreibenden Gaserzeugerturbine und deren Verbindungsteile sowie ein Untersetzungsgetriebe zum Antrieb von Hilfeaggregaten vorgesehen sind.

Bin so aufgebautes Gehäuse für einen Gaserzeuger ist beispielsweise durch die Zeitschrift "Gasturbine world"

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vom Juni 1972, Seiten 22 bis 33 bekannt. Bei ihm iet der glockenförmige Teil mittels Schrauben ah einem ovalen Deckel befestigt, an dessen Innenwand die Luftführungskanäle für den Radialverdichter und eine lose Lagerwand angebracht sine. Der ovale Deckel selbst, der gleichzeitig als ein Deckel des Hauptgehäuses anzusehen ist, wird von außen an dieses angeflanscht. Er bildet zugleich den äußeren Abschluß des Verdichtere * Die Lagerung der einerseits das Verdichterrad und andererseits das Turbinenrad der Gaserzeugerturbine tragenden Welle erfolgt in zwei Lagern, von denen eines im glockenförmigen Teil und das andere in der am Deckel befestigten Lagerwand vorgesehen ist. Das Untersetzungsgetriebe, welches zum Antrieb von Hilfsaggregaten erforderlich ist, besteht aus einem auf der Verdichter-Antriebswelle angeordneten Ritzel und zwei großen Übertragungsrädern, letztere sind in der am Deckel befestigten Wand gelagert.

Ein solches Gaserzeuger-Gehäuse weist eine Reihe von Nachteilen auf, die sich insbesondere bei der Hontage und auch bei evtl. erforderlich werdenden Reparaturen bemerkbar machen. So erfordert beispielsweise vor allem die Lagerung der Verdichter bzw. Turbinenwelle und der Zahnräder des Untersetzungsgetriebes in jeweils zwei verschiedenen Teilen sowohl beim Herstellen dieser Teile als auch bei der späteren Hontag« ein besonderes Maß an Genauigkeit, denn die beiden Teile müssen ganz genau bearbeitet werden. Reparaturarbeiten wie Auswechseln eines Zahnrades o.a. sind umständlich und teuer.

Auch ist es als nachteilig anzusehen, daß der Deckel sehr groß und nur umständlich zu zentrieren ist. Andererseite aber muß er diese Größe au l weis en, um im Bedarfsfall® die

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Zahnräder für das untersetzungsgetriebe auswechseln zu können. Um ein solches Auswechseln zu ermöglichen, muß der gesamte Gaserzeuger zuvor demontiert werden.

Hier setzt bereits die Erfindung ein, deren Aufgabe es ist, ein Gehäuse der eingangs beschriebenen Art dahingehend auszubilden, daß es unter Einhaltung der erforderlichen Genauigkeit herstellungemäßig einfach und billig sowie leicht montierbar und derart deaiontierbar ist, daß alle in ihm angeordneten Teile, die einem Verschleiß ausgesetzt sind, leicht ausgewechselt werden können. Es soll also ein reparaturfreundliches Gehäuse geschaffen werden.

Nach der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der glockenförmige Teil des Gehäuses als Lagergehäuse ausgebildet ist und an der Seite seiner größten radialen Ausladung eine zusätzliche, fest angegossene Lagerwand aufweist, daß der Deckel als Trennwand zwischen dem Verdichteransaugraum und dem im Lagergehäuse untergebrachten Triebwerksraum ausgebildet ist, daß an den Deckel, in axialer Sichtung gesehen, ein das Verdichtergehäuse bzw. dessen Luftführungskanäle bildender Verdichtergehäuse teil angereiht ist und daß das Lagergehäuse, dessen Deckel und der Verdichtergehäuseteil in radiale Führungen bzw. Zentrierungen des Hauptgehäuses jeweils aneinandergereiht einschiebbar und befestigbar sind.

Die zur radialen Führung bzw. Zentrierung dienenden Aussenf lachen des Lagergehäuses, des Deckels und des Verdichtergehäuseteiles sind kreisrund ausgebildet und weisen jeweils nahezu den gleichen Durchmesser auf. Die Befestigung dieser Teile am Hauptgehäuse erfolgt erfindungs-

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gemäß mittels gemeinsamer Schrauben, die durch Bohrungen in allen drei Teilen hindurchgeführt und dann erst in das Hauptgehäuse eingeschraubt werden.

In weiterer Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, aller Lagerstellen für das Turbinenrad der Gaserzeugerturbine und das Verdichterrad des Radialverdichters sowie für alle Zahnräder des Untersetzungßgetriebes nur im Lagergehäuse bzw. in dessen Lagerwand vorzusehen. Zwecks einfacherer Herstellung und Montage der Zahnraalager wird dabei vorgeschlagen, diese durch in die Lagerwand eingepreßte Bolzen auszuführen und die Zahnräder fliegend auf dieeen zu lagern. Hierdurch wird gleichzeitig ein leichtes Auswechseln der Zahnräder ermöglicht. Zweckmäßigerweise wird wenigstens einer dieser Lagerbolzen in seiner Länge so vorgesehen, daß ggf. auch zwei miteinander verbundene Zahnräder auf ihm gelagert werden können, wodurch, wie an sich bekannt, ein größeres Untereetzungsverhältnis, vor allem aber kleinere Zahnräder in Frage kommen, die es ermöglichen, den Lagerdeckel relativ klein auszubilden und dennoch jederzeit leicht ein Auswechseln vorzusehen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung können den Patentansprüchen entnommen werden.

Durch die Ausbildung eines Gaserzeugergehäusea nach der Erfindung wird die gestellte Aufgabe voll gelöst. Durch die Unterbringung aller Lagerstellen in einem Lagergehäuse wird zunächst erreicht, daß alle erforderlichen Gehäuseteile billig und einfach herzustellen sind. So ist beispielsweise beim Gießen des Lagergehäuses nur ein zentraler Kern erforderlich. Der Deckel und der Verdichtergehäuseteil bilden gießtechnisch einfache, kernlose Teile, die durch ihre an den maßgebenden Stellen kreisrunde Form

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auch leicht zu bearbeiten sind. Bezüglich der Genauigkeit werden daher keine besonderen Anforderungen gestellt. ""-"■■■■

Die erfindungagemäßeAufteilung des Gehäuses in drei, jeweils einer bestimmten Punktion zugedachte Teile hat weiter den Vorteil., daß der Luft führungskanal für den Verdichter glatt und ohne Durchbrüche ausgeführt ist und keine zusätzlichen Abdichtstellen erforderlich werden.

Ein weiterer Vorteile im einzelnen gesehen, ergibt sieh auch noch durch die Ausbildung der Lagerungen für die Zahnräder, d.h. durch die im Lagergehäue eingepreßten Lagerbolzen, denn die Form des Lagergehäuses wird ia~ durch vereinfacht 5 auf die Genauigkeit der Lagerung, wie sie bei zwei Lagern notwendig wird» braucht keine ' Rücksicht genommen werden und schließlich sind die Zahnräder leicht zu montieren und zu demontieren.

Bei evtl. erforderlich werdenden Reparaturen am Untersetzungsgetriebe brauchen nur die alle Gehäussteile gemeinsam mit dem ,Hauptgehäuss- verbindenden Schrauben gelöst werden, um den Verdichtsrgehäuset@li₈ d@s Verdienterrad und schließlich den Deckel almeh&en zu ko'anen* Danach kann durchblasen jeweils - ~®iaer-Schraube.wenigstens ein Zahnrad -ausgerfc&iasoht werden. Selbst dms auf $©r Verdichter- bzw. Turbln@nwell@ befestigte Abtrlefesritsel liegt vor der ersten Lagerstella und let daher jedaraeit ohne Ausbau der Welle oder eines Lagere leicht gu'ersetzen. Beim Zusammenbau des Gaeerzeugerturbinengehäuses bedarf es keiner besonderen Sorgfalt, denn alle Lagerstellen , sind bereits genau eingerichtet und der Deckel sowie der

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Verdichtergehäuseteil erhalten ihre genaue zentrische Lage praktisch von selbst, sobald sie in das Hauptgehäuse eingeschoben werden.

Schließlich bringt die erfindungsgemäße Ausbildung des Gehäuses auch noch wesentliche Vorteile, wenn zwecke Auswechseln der Verdichter - bzw. Turbinenv/elle oder deren Lager das Lagergehäuse aus dem Eauptgehäuee genommen werden muß, denn die Lagerung der Zahnräder wild dadurch nicht verändert und die Ausnehmungen für die neu einzusetzenden Wellenlager bleiben ebenfalls Test zueinander ausgerichtet.

Nachfolgend·wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben. Die Figur zeigt einen vereinfachten iängsschnitt durch das Gehäuse eines Gaserzeugers mit den wichtigsten in ihm angeordneten Teilen, welches in einem nur angedeuteten Hauptgehäuee eingebaut ist.

Das Gehäuse besteht aus einem glockenförmigen Lagergehäuse 1 mit einer Lagerwand Ia₉ einem Deck©! 2 und einem Verdichtergehäuseteil 3. Sowohl das Lagergehäuse 1 als auch der Deckel 2 und der Verdichtergehäuseteil 3 weisen in radialer Richtung nahezu gl@ic.fa groß@₉ kreisförmige Außenflächen 4, 5, 6 auf» durch di© sie in einem Hauptgehäuse 7 zentrisch geführt sind. Ia den. Außenflächen und 6 des Deckels 2 und des Verdichtergehäuseteil® 3 sind Radialdichtungen 35» 36 zum Absperren der durch die Luftführungskanäle 10 in das Hauptgehäuse 7 geführt©n komprimierten Luft vorgesehen. In axialer Richtung liegt das Lagergehäuse 1 mit einer Stirnfläche 8 am Hauptg@häuse T₉ der Deckel 2 mit einer Stirnfläch© 9 am Lagergehäuee 1 und der Verdichtergehäuseteil 3 mit in «einem Luft führungskanal 10 vorgesehenen Schaufeln 11 an dem Beck©! 2

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Durch gemeinsame Schrauben 12 sind die Teile 1, 2 und 3 feat mit dem Hauptgehäuse 7 verbunden. Im freien Ende des Lagergehäuse© 1 ist ein für die Leitsahaufein 13 der Gaserzeugerturbine vorgesehenes_s hier nicht näher ausgeführtes Labyrinthgehäuse 14 b@f©stigt_s an aas sich ein zur hier nicht gezeigten Nutzturbine führender Zwischendiffusor 15 anschließt. Auf der Seite der Leitschaufeln 13 ist um das Lagergehäuse. 1 ®im@ Spirale 16 angeordnet, von der aus da®, in. ."dar Brennkammer ©rseugte Gaa der GaeerEeugerturbia©"zugel@it©t wird« Aa anderen Ende des Gaserzeugerg@häu®@s 1, 2„- - 3 ist @m -Verdichtergehäuse teil 3 ein Plansch 17 staa AnschluS ©is®s nicht geseigten luftfirters oder ®la@© ©vtl_o" gwisc^eag®eclialt®tesB Verschal dämpfera vorgeseMeao Bi®,HittelacM®© χ des .in- seiner Aussenf ons rötatiosskifejpQsiröseigtsi. Gasei'aoiigQrgefeS.ueee 1 „ 2_f 3 bildet gleichseitig ii© Mitt®lacli3® @in©s in swei Lagern 18, 19 des LageS'gigliäiaB©® 1
bis in daa La^yrlatMge&ama© 14
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der GaBerseugerturbin® und and-ersrsaits" ®ia 23 des Hadialverdiciitere _s let'Et©?©® ibitt-©!©"-eiaer rom. außen zugängigen -Schraube* 24 ₉ befestigt sind. . JSwiBohen dem Deckel 2 und dem diesen am nächsten liegenden Lager 18 ist auf der tfelle 21 ein AbtriebaritZel' 25 angeordnet, welches zusammen mit den Zahnrädern 26, 27 und 28 ein Untersetzungsgetriebe für den Antrieb von nicht dargestellten Hilfsaggregaten wie Lenkhilfspuaipej, Getriebeschaltpumpe, Einepritagerät, Kühlgebläse für ölkühler, Schmierölpumpe, Antrieb für Wärmetauscher u.a. bildet. Die Zahnräder. 26 und 27 sind fest miteinander verbunden auf■einem, in der Lagerwand 1a des Lagergehäuees 1 eingepreßten Lagerbolzen 29 fliegend gelagert und werden nur durch eine Scheibe 30 und eine Schraube 31 gehalten. Ebenso ist das Zahnrad28 auf einem in der Lagerwand 1a ein-

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gepreßten Lagerbolzen 32 fliegend angeordnet und wird durch eine Scheibe 33 und eine Schraube 34 gehalten. Da alle Lager und Getriebeteile im Lagergehäuse 1 untergebracht sind und der.Deckel 2 einen Abschluß bildet, nennt man diesen Raum Triebwerksraum 38.

Die Demontage der ^ahnräder 26, 27, 28 oder des Abtriebsritzels 25 erfolgt durch Lösen der Schrauben 12, Abnehmor des Verdichtergehäuseteiles 3, Lösen der Schraube 24, Abnehmen des Verdichterrades 23» Abnehmen des Deckels 2 und Lösen der Schrauben 31 oder 34· Die Montage geht in umgeki ter Reihenfolge vor sich.

Abschließend wird ausdrücklich erwähnt, daß in der Figur nur die zur Erfindung gehörenden bzw. zum Nachweis der Vorteile notwendigen Teile in einfachster Form dargestellt sind. Schmierölkanäle, Luftführungen, genaue Ausbildung der Lager, Isolierschichten usw. sind absichtlich nicht eingezeichnet, um das Bild übersichtlich zu halten.

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Claims

Masohineniatoik

. . . " Aktiengesellschaft

Nürnberg, 7, Mai 1973

P a t e η t a η s ρ r ü c h e

Gehäuse eines Gaserzeugers für Gasturbinen, insbesondere für Fahrzeug-Gasturbinen, welches zumindest teilweise in einem Hauptgehäuse der Gasturbine angeordnet ist und wenigstens aus einem sich glockenförmig erweiternden Teil und einem Deckel besteht, wobei im Gehäuse wenigstens ein Radialverdichter mit seiner Lagerung, die Lagerung der den Radialverdichter mechanisch antreibenden Gaserzeugerturbine und deren Yerbindungsteile sowie ein Untersetzungsgetriebe zum Antrieb von Hilfaaggregaten vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet_s daß der glockenförmige Teil des Gehäuses als Lagergehäuse (1) ausgebildet ist und an der Seite seiner größten radialen Ausladung eine zusatzliche, fest angegossene Lagerwand (la) aufweist, daß der Deckel (2) als Trennwand zwischen dem Verdichteransaugraum (20) und dem im Lagergehäuse (1) untergabraohten

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Triebwerksraum (38) ausgebildet ist, daß an dem Deckel (2), in. axialer Richtung gesehen, ein das Verdichtergehäuse bzw. dessen Luftführungskanäle (10) bildender Verdichtergehäuseteil (3) angereiht ist, und daß das Lagergehäuse (1), dessen Deckel (2) und der Verdichtergehäuseteil (3) in radiale führungen bzw. Zentrierungen des Hauptgehäuses (7) jeweils aneinandergereiht einschiebbar und befestigtbar sind.
2. Gehäuse nach Anspruch' 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zur radialen Führung bzw. Zentrierung dienenden Aussenf lachen ( 4, 5, 6) des Lagergehäuses (1), des Deckels (2) und des Verdichtergehäuseteils (3) kreisförmig ausgebildet sind und jeweils nahezu den gleichen Durchmesser aufweisen.
3. Gehäuse nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Hauptgehäuse (7) und den Aussenf lachen (5, 6) des Deckels (2) und des Verdichtergehäuseteils (3) Radialdichtung©?! (35$ 36) vorgesehen sind.
4. Gehäuse nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdichtergehäuseteil (3)» der Deckel (2) und das Lagergehäuse (1) mittels gemeinsamer, durch alle Teile hindurchgeführter Schrauben (12) am H&uptgehäuse (7) befestigbar ist.
5. Gehäuse nach den Ansprüchen 1 Ms 4, dadurch gekennzeichnet, daß alle Lagerstellen (IS₈ 19) für das !Turbinenrad {22*) #_er Gaserseugerturbine und das Verdichterrad (23) des Radialverdichters im Lagergehäuse (1) bzw. in dessen Lagerwand (1a) vorgesehen sind.
6. Gehäuse nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß alle Lagerstellen (29, 32) für die sutm

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Untersetzungsgetriebe gehörenden Zahnräder (26, 27» 28) in der Lagerwand (1a) des Lagergehäuses (1) angeordnet sind.

7 c Gehäuse nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerstellen für das Untersetzungsgetriebe als in die Lagerwand (la) eingepreßte₉ einseitig vorstehende Lagerbolzen (29_S 3Q) ausgebildet siad₉ und daß auf diesen Lagerbolzen (29₉ 30) die Zahnräder (26, 27, 28) fliegend gelagert sind»

8 ο Gehäuse nach den Ansprüchen 1 "bis 7_S dadurch gekennzeichnet, daß der vorstehende Teiltsnigstens eines Lagerbolzens (29) so ausgebildet ist„ daß sum Erreichen eines größeren untersetzungsverJaältxiisse® und kl®inen₀ leicht auswechselbaren Zahnrädern,, wie an sich "bekannt ₅ zv/ei miteinander /verbundene Zahnräder (26, 27) fliegend lagerbar .sind«

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