DE2531027C2 - Arrangement for fastening a machine housing on a foundation - Google Patents
Arrangement for fastening a machine housing on a foundationInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Befestigung eines sich im Betrieb sich dehnenden, horizontalachsigen Maschinengehäuses auf einem Fundament gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Mit diesem Oberbegriff nimmt die Erfindung auf einen Stand der Technik U.zug, wie er aus der DE-AS 19 28 496 bekanntgeworden ist.The invention relates to an arrangement for securing a horizontal axis that expands during operation Machine housing on a foundation according to the preamble of claim 1. With this The preamble takes the invention to a prior art U.zug, as it is from DE-AS 19 28 496 has become known.
Die Maschinengehäusc. die sich im Betrieb infolge der Wärme und/oder des Drucke-; dehnen, müssen auf dem Fundament so befestigt werden, daß sich das Gehäuse und das Fundament gegenseitig nicht belasten. Bei einem vertikalen Maschinengehäusc kann man dasselbe in radial angeordneten Führungsclementen zentrieren, die freies Ausdehnen ermöglichen. Bei einem horizontalachsigen Gehäuse, insbesondere mit einem großen Durchmesser, können stirnseitig aus konstruktiven Gründen keine Führungselemente angebracht werden. In der DE-OS 23 61 971 ist eine Befestigungsanordnung eines im Betrieb sich dehnenden Maschinengehäuses auf einem Fundament beschrieben und dargestellt. Zwischen dem Gehäuse und dem Fundament sind Übertragungsvorrichtungen angeordnet, die das Gewicht der Maschine auf das Fundament übertragen und das freie Ausdehnen des Gehäuses auf dem Fundament ermöglichen. Weiterhin sind elastische, reibungslose Führungsvorrichtungen angeordnet, die von den Übertragungsvorrichtungen getrennt und unabhängig sind und die Verschiebung der Zentralachse und die Verdrehung des sich dehnenden Gehäuses verhindern und diese während seiner Dehnung führen. Auch diese konstruktive Lösung hat Nachteile. Zwecks seitlicher Zentrierung muß ein zusätzliches Führungselement unterhalb des Gehäuses angebracht werden; das verteuert und kompliziert die Konstruktion. Weil unter dem Gehäuse meistens eine Grube ist, muß zur Aufnahme des /usäi/.lichen Führungsclemcntes ein Querträger angebracht werden, der aus Fcstigkciisgründen massiv dimensioniert sein muß. In der Regel sind die Temperaturunterschiede in diesem Querträger ziemlich groß, so daß auch hier die Wärmedehnungskiäfte groß sind und das Problem ist nicht gelöst, sondern verschoben.The machine housing c. which during operation as a result of heat and / or pressure; stretch, need to be attached to the foundation in such a way that the housing and the foundation do not load each other. In the case of a vertical machine housing, the same can be centered in radially arranged guide elements, which allow free expansion. With a horizontal axis housing, in particular with a large diameter, no guide elements can be attached to the front for structural reasons. In DE-OS 23 61 971 there is a fastening arrangement of a machine housing that expands during operation described and shown on a foundation. There are transmission devices between the housing and the foundation arranged that transfer the weight of the machine to the foundation and the free Allow expansion of the housing on the foundation. Furthermore, elastic, frictionless guide devices are arranged which are separate and independent of the transmission devices and which Prevent displacement of the central axis and the rotation of the expanding housing and this during lead to its stretching. This constructive solution also has disadvantages. For the purpose of lateral centering an additional guide element must be attached below the housing; that is expensive and complicated the construction. Because there is usually a pit under the housing, the /usäi/.lichen must be used to accommodate the /usäi/.lichen Guide clamps attached to a cross member which are massive for reasons of stability have to be. As a rule, there are temperature differences quite large in this cross member, so that here too the thermal expansion forces are large and the problem is not solved, but postponed.
Aus der Dfi-AS 19 28 4% ist eine Gehäusebefestigung bekannt, wobei /wischen dem Gehäuse und dem Fundament wenigstens im wesentlichen parallele Speichen angeordnet sind, von denen einige in einer zu der Achse des Maschinengehäuses parallelen Ebene liegen, andere in hierzu senkrechten Ebenen. Die Speichen bilden mit am Fundament bzw. Maschinengehäuse befestigten Stützen Parallelogramm-Führungen, welche ein möglichst freies Ausdehnen des Gehäuses in allen Richtungen ermöglichen sollen, ohne daß die Gehäusewand beschädigt wird. Die bekannte Gehäusebefestigung ist ίο jedoch für Maschinengehäuse nur in beschränktem Umfang verwendbar, da eine Gehäusezentrierung ausschließlich über die Gehäusefüße nicht gewährleistet ist. Insbesondere ist sie jedoch für Maschinengehäuse, z. B. von elektrischen Maschinen, die in aller Regel einen Fixpunkt an einem Gehäuseende aufweisen nicht geeignet. From the Dfi-AS 19 28 4% a housing attachment is known, with / between the housing and the Foundation are arranged at least substantially parallel spokes, some of which in one to the Axis of the machine housing are parallel plane, others in planes perpendicular to this. Form the spokes with supports attached to the foundation or machine housing, parallelogram guides, which a to allow the housing to expand as freely as possible in all directions without the housing wall damaged. The well-known housing attachment is ίο only to a limited extent for machine housings can be used because the housing cannot be centered solely via the housing feet. In particular, however, it is suitable for machine housings, e.g. B. of electrical machines, which usually have a fixed point at one end of the housing, are not suitable.
Ausgehend von der Befestigungsanordnung nach der DE-AS 19 28 496 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Befestigung eines im Betrieb sich dehnenden Maschinengehäuses auf einem Fundament zu schaffen, welche eine starre Zentrierung ausschließlich über die Gehäusefüße und ohne Wärmedehnungskräfte gewährleistet, und welche auch die sich bei Maschinengehäusen mit einer Länge größer als der Gehäusedurchmesser einstellenden unterschiedlichen Dehnungen in Gehäuselängsrichtung berücksichtigt.Based on the fastening arrangement according to DE-AS 19 28 496, the invention is based on the object an arrangement for fastening a machine housing that expands during operation on a To create a foundation, which has a rigid centering exclusively on the housing feet and without thermal expansion forces guaranteed, and which is also the case with machine housings with a length greater than the Different expansions in the longitudinal direction of the housing that set the housing diameter are taken into account.
Die Lösung diesof Aufgabe erfolgt durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale.This task is solved by the claim 1 marked features.
Der Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, jo daß diese Anordnung das Maschinengehäuse nur über Gehäusefüße starr zentriert, und daß während der Wärmedehnung des Maschinengehäuses keine Wärmedehnungskräfte zwischen dem Gehäuse und dem Fundament entstehen. Radiale Dehnungen des Gehäuses werden in eine Axialverschiebung desselben umgesetzt. Eine weitere Bcfestigungsstelle, z. B. in der Mitte unter dem Gehäuse, ist bei dieser Anordnung nicht nötig.The advantage of the invention is in particular that this arrangement joins the machine housing only Housing feet rigidly centered, and that no thermal expansion forces during the thermal expansion of the machine housing arise between the housing and the foundation. Radial expansion of the housing will be converted into an axial displacement of the same. Another fastening point, e.g. B. in the middle below the housing is not necessary with this arrangement.
Ferner ist es zweckmäßig, wenn die Speichen eingespannt und/oder gelenkig angeordnet sind. Die gelenkig angeordneten Speichen ermöglichen eine starre Ausführung dieser Elemente. Bei der Verwendung der wenigstens einseitig eingespannten Speichen ist eine elastische Ausführung derselben nötig, die Konstruktion ist jedoch einfacher. Nach einer bevorzugten Ausführungs-Form bestehen die wenigstens einseitig eingespannten Speichen aus Blattfedern. Diese Blattfedern, deren Flächen selbstverständlich senkrecht zur axialen Ebene des Maschinengehäuses stehen, erlauben eine axiale Verschiebung des Maschinengehäuses bei verhältnismäßig kleinen Wärmedehnungskräften.It is also useful if the spokes are clamped and / or arranged in an articulated manner. The articulated arranged spokes allow a rigid execution of these elements. When using the least one-sided clamped spokes an elastic execution of the same is necessary, the construction is but easier. According to a preferred embodiment, there are those clamped at least on one side Leaf spring spokes. These leaf springs, the surfaces of which are of course perpendicular to the axial plane of the Machine housing are, allow an axial displacement of the machine housing at relatively small thermal expansion forces.
Durch die Abstufung der Versetzung der Befestigungsstellen der Speichen am Maschinengehäuse gegen die Befestigungsstellen der Speichen am Fundament in der axialen Richtung des Maschinengehäuses, werden 1Jj darüber hinaus auch die axialen Wärmedehnungskräfte eliminiert. Es ist ferner vorteilhaft, wenn die Befestigungsstellen der Speichen am Maschinengehäuse und/ oder die Befestigungsstellcn der Speichen am Fundament einstellbar angeordnet sind. Der Vorteil dieser W) Ausführungsform liegt darin, daß man die Abstufung der Versetzung der Befestigungsstellcn den jeweiligen Wärmedehnungsverhältnissen leicht anpassen kann.By the step of displacement of the attachment points of the spokes on the machine housing against the attachment points of the spokes on the foundation in the axial direction of the machine housing, 1 Jj are furthermore also eliminates the axial thermal expansion forces. It is also advantageous if the fastening points of the spokes on the machine housing and / or the fastening points of the spokes on the foundation are adjustable. The advantage of this embodiment is that the gradation of the offset of the fastening points can easily be adapted to the respective thermal expansion conditions.
In der Zeichnung sind Ausführungsbcispicle des Erfindungsgegenstandes
vereinfacht veranschaulicht.
b5 Es zeigtIn the drawing, exemplary embodiments of the subject matter of the invention are illustrated in a simplified manner.
b5 It shows
Fig. 1 eine erste, schematisch dargestellte Ausführungsform der Erfindung in Grundriß,1 shows a first, schematically illustrated embodiment the invention in plan,
Fig. 2 eine /weite, schematisch dargestellte Ausfüh-Fig. 2 a / wide, schematically shown execution
rungsform der Erfindung in Grundriß,form of the invention in plan,
F i g. 3 einen Längsschnitt durch eine gelenkig angeordnete Speiche mit dazugehörigen Befestigungsstellen, F i g. 4 einen Grundriß der Speiche gemäß F i g. 3.F i g. 3 shows a longitudinal section through an articulated spoke with associated fastening points, F i g. 4 shows a plan view of the spoke according to FIG. 3.
F i g. 5 einen Längsschnitt durch eine eingespannte Speiche mit dazugehörigen Befestigungsstellen und Fig. 6 einen Grundriß der Speiche gemäß F i g. 5.F i g. 5 shows a longitudinal section through a clamped spoke with associated fastening points and 6 shows a plan view of the spoke according to FIG. 5.
Gemäß Fig. 1 ist ein Maschinengehäuse mit 1 bezeichnet, eine Achse des Maschinengehäuses 1 mit 2, ein Fundament mit 3, Speichen mit 4, ihre Befestigungsstellen am Gehäuse 1 mit 5 und ihre Befestigungssstellen am Fundament 3 mit 6. Gleiche Teile sind in F i g. 2 mit denselben Bezugszahlen versehen wie in F i g. 1. Gemäß F i g. 3 und 4 ist ein Gehäusefuß durch die Zahl 7 gekennzeichnet, eine Fußplatte durch die Zahl 8, eine Befestigungsplatte durch die Zahl 9, ein Bolzen am Maschinengehäuse durch die Zahl 10, ein Bolzen am Fundament durch die Zahl 11 und eine Rippe durch die Zahl 12. Die Bezugszahlen von F i g. 3 und 4 gelten für gleiche Teile auch in F i g. 5 und 6.According to Fig. 1, a machine housing is denoted by 1, an axis of the machine housing 1 with 2, a foundation with 3, spokes with 4, their attachment points on the housing 1 with 5 and their attachment points on the foundation 3 with 6. The same parts are in F i g. 2 with provided with the same reference numerals as in FIG. 1. According to FIG. 3 and 4 a housing base is identified by the number 7, a base plate with the number 8, a mounting plate with the number 9, a bolt on the machine housing by the number 10, a bolt on the foundation by the number 11, and a rib by the number 12. The reference numbers of FIG. 3 and 4 also apply to the same parts in FIG. 5 and 6.
Eine Blattfeder ist mit der Bezugsziffer 14 benannt. Beiesiigüngsteile der Blattfeder 14 mit der Bezugsziffer 15 und Paßschrauben mit der Bezugsziffer 16.A leaf spring is designated with the reference number 14. Attached parts of the leaf spring 14 with the reference number 15 and fitting screws with the reference number 16.
Gemäß F i g. 1 ist das horizontalachsige Masi-hinengehäuse 1 an sechs Stellen über die Speichen 4 mit dem Fundament 3 verbunden. Die Befestigungsstellcn 5 am Maschinengehäuse 1 sind in der axialen Richtung um die Länge dgegen die Befestigungsstellen 6 am FundamentAccording to FIG. 1, the horizontal-axis masonry housing 1 is connected to the foundation 3 at six points via the spokes 4. The fastening points 5 on the machine housing 1 are in the axial direction by the length d against the fastening points 6 on the foundation
3 versetzt. Die Befestigungsstellen 5,6 sind als Gelenke ausgebildet. Bei einer Erwärmung des Maschinengehäuses 1 in radialer Richtung wirken die Dehnungskräfte über schräg zur Gehäuseachse 2 liegende Speichen 4 auf das Fundament 3. Die axiale Kraftkomponente verursacht dabei eine Axialverschiebung des Gehäuses 1. Die Radialdehnung des Gehäuses 1 wird demnach in eine Axialverschiebung desselben umgesetzt und es können keine nennenswerten Wärmedehnungskräfte entstehen. Diese Ausführungsform ist für Maschinengehäuse geeignet, die einen wesentlich größeren Durchmesser aufweisen, als die axiale Länge.3 staggered. The attachment points 5,6 are as joints educated. When the machine housing 1 is heated in the radial direction, the expansion forces act on the foundation 3 via spokes 4 which are inclined to the housing axis 2. The axial force component causes thereby an axial displacement of the housing 1. The radial expansion of the housing 1 is accordingly in an axial displacement of the same implemented and there can be no significant thermal expansion forces develop. This embodiment is suitable for machine housings that have a much larger diameter have than the axial length.
F i g. 2 zeigt eine andere beispielsweise Ausführungsform. Falls der Gehäusedurchmesser nicht wesentlich größer ist, als seine axiale Länge, wird ebenfalls die axiale Dehnung berücksichtigt. Bei einer über die Gehäuselänge gleichbleibenden Radialdchnung muß die Axialverschiebung bei den hinteren Speichen 4" um den Betrag Aa der Gehäusedehnung zwischen den mittleren Speichen 4 und den hinteren Speichen 4" kleiner sein als diejenige bei den mittleren Speichen 4. Wenn die Anialversetzung bei den mittleren Speichen 4 den Wert d beträgt, ist dann die nötige, die axiale Wärmedehnung respektierende Axialversetzung bei den vorderen Speichen 4': d + Aa und bei den hinteren Speichen 4": d — Aa. Diese abgestufte Versetzung der Speichen 4 hat auch eine Abstufung der Winkel zwischen den SpeichenF i g. Figure 2 shows another exemplary embodiment. If the housing diameter is not significantly larger than its axial length, the axial expansion is also taken into account. If the radial dimension remains the same over the length of the housing, the axial displacement of the rear spokes 4 "must be smaller than that of the central spokes 4" by the amount Aa of the housing expansion between the central spokes 4 and the rear spokes 4. If the axial displacement of the central spokes 4 is the value d , the necessary axial displacement, which respects the axial thermal expansion, is then for the front spokes 4 ': d + Aa and for the rear spokes 4 ″: d - Aa. This graduated displacement of the spokes 4 also has a gradation of the angles between the spokes
4 und der Querachse des Maschinengehäuses 1 zur Folge. Wenn der Winkel der mittleren Speichen 4 mit der Querachse des Gehäuses 1 den Wert/?aufweist, ist der entsprechende Winkel bei den vorderen Speichen 4': β + Aßund bei den hinteren Speichen 4":ß— Aß. 4 and the transverse axis of the machine housing 1 result. If the angle of the middle spokes 4 with the transverse axis of the housing 1 has the value /?, The corresponding angle for the front spokes 4 'is: β + Aß and for the rear spokes 4 ″: ß-Aß.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist die axiale Verschiebung A des Gehäuses 1 infolge der radialen WärmedehnungIn the embodiment according to FIG. 1, the axial displacement A of the housing 1 is due to the radial thermal expansion
chen 4 und der Querachse des Gehäuses 1. Die die axiale Wärmedehnung respektierende Abweichung Aß beträgt chen 4 and the transverse axis of the housing 1. The deviation Aß , which respects the axial thermal expansion, is
AßAte
Δα 2- Ar Δα 2-Ar
sin2 sin 2
wobei Aa die axiale Wärmedehnung zwischen zwei hintereinanderliegenden Speichen und Ar die radiale Wärmedehnung eines Halbmessers des Gehäuses 1 bedeuten. Die Genauigkeit der Winkelkorrektur Aß ist von der Bestimmung des Verhältnisses Längsdehnung zur Querdehnung abhängig. Besonders bei längeren Gehäusen ist also vorteilhaft die Befestigungsstellen 5 oder 6 der Speichen 4,4', 4" einstellbar anzuordnen, damit man eine richtige Winkelkorrektur 4<? wählen kann.where Aa is the axial thermal expansion between two consecutive spokes and Ar is the radial thermal expansion of a radius of the housing 1. The accuracy of the angle correction Aß depends on the determination of the ratio of longitudinal to transverse expansion. Particularly in the case of longer housings, the fastening points 5 or 6 of the spokes 4, 4 ′, 4 ″ are advantageously arranged to be adjustable, so that a correct angle correction 4 <? Can be selected.
In Fig. 3 und 4 ist eine beispielsweise Ausführungsform der Speiche dargestellt, die als eine mittels Bolzen
10,11 gelenkig befestigte Speiche 12 ausgeführt ist. Die
Speiche 12 ist mittels des Bolzens 10 mit dem Gehäusefuß 7 verbunden, der auf der Fußplatte i» verschiebbar
angeordnet ist. Das andere Ende der Speiche 12 ist mittels des Bolzens Il mit der Fußplatte 8 verbunden, die
auf dem Fundament 3 befestigt ist. Die Befestigungsplatte 9 liegt zwischen der Speiche 12 und der Fußplatte
8. In Fig.4 sind die Rippen 13 des Gehäuses gut sichtbar.
In Fig.5 und 6 ist ein anderes Beispiel mit der Spei-In Fig. 3 and 4 an example embodiment of the spoke is shown, which is designed as a spoke 12 articulated by means of bolts 10, 11. The spoke 12 is connected by means of the bolt 10 to the housing foot 7, which is arranged displaceably on the foot plate. The other end of the spoke 12 is connected by means of the bolt II to the footplate 8, which is fastened to the foundation 3. The fastening plate 9 lies between the spoke 12 and the base plate 8. The ribs 13 of the housing are clearly visible in FIG.
In Fig. 5 and 6 is another example with the memory
jo ehe in Form einer mehrfachen Blattfeder 14 gezeigt, die an beiden Enden mit den Befestigungsteilen 15 versehen ist. Der rechte Bcfestigungsieil 15 ist mittels der Paß-Schrauben 16 mit dem Gehäusefuß 7 verbunden, der linke Befestigungsteil 15 ist direkt mit der Fußplatte 8 verschraubt. Auch in diesem Beispiel ist der Gehäusefuß 7 verschiebbar auf der Fußplatte 8 gelagert. Diese konstruktive Lösung mit beidseitig eingespannten Speichen in Form der Blattfedern 14 ist sehr einfach. Die Blattfedern 14 sind infolge ihres flachen Querschnittes drucksteif und gleichzeitig biegeelastisch. Eine Herabsetzung der Biegespannungen erreicht man durch eine Vorspannung ler Blattfedern gegen die Verschiebungsrichtung. In diesem Beispiel verhält sich die Speiche 14 annähernd wie die gelenkig angeordnete Speiche 12 gemäß F i g. 5 und 4, ohne die Nachteile der gelenkigen Anordnung, wie Reibung und Spiel in den Gelenken, aui/.uwciscii.jo before shown in the form of a multiple leaf spring 14 which is provided with the fastening parts 15 at both ends. The right fastening part 15 is connected to the housing foot 7 by means of the fitting screws 16; the left fastening part 15 is screwed directly to the base plate 8. In this example, too, the housing base 7 is slidably mounted on the base plate 8. This constructive solution with spokes clamped on both sides in the form of leaf springs 14 is very simple. The leaf springs 14 are compression-resistant and flexible at the same time due to their flat cross-section. The bending stresses can be reduced by prestressing the leaf springs against the direction of displacement. In this example, the spoke 14 behaves approximately like the articulated spoke 12 according to FIG. 5 and 4, without the disadvantages of the articulated arrangement, such as friction and play in the joints, aui / .uwciscii.
Die beschriebene Anordnung kann sowohl bei den elektrischen rotierenden Maschinen als auch bei den
thermischen Maschinen verwendet werden.
Es kann auch andere Form und Anzahl der Speichen Verwendung finden, man kann eine gelenkige Befestigung
mit einer eingespannten kombinieren und die Befestigungsstcllen der Speichen können einstellbar angeordnet
rein.The arrangement described can be used both in electrical rotating machines and in thermal machines.
It can be used the spokes other shape and number, can be an articulated fastening with a clamped combine and Befestigungsstcllen of the spokes can be arranged adjustable, a r.
Ar ■Ar ■
Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings
wobei ^r die radiale Wärmedehnung des Halbmessers des Gehäuses 1 ist und ^d-er Winkel zwischen den Speiwhere ^ r is the radial thermal expansion of the radius of the housing 1 is and ^ d-er angle between the Spei
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8328 | Change in the person/name/address of the agent |
Free format text: DERZEIT KEIN VERTRETER BESTELLT |
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| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: BBC BROWN BOVERI AG, BADEN, AARGAU, CH |
|
| 8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |