DE3942410A1 - Maschinenfundament, insbesondere fuer thermische turbomaschinen und zugehoerige maschinengruppen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Maschinenfundament mit einem Basisteil mit wenigstens einer Gruppe von Auflageflächen in einer zur definierten Auflage der Fußteile einer Maschine vorgesehenen Position.

Solche Fundamente dienen insbesondere zur Aufstellung thermischer Turbomaschinen, wie z. B. Turbokompressoren oder Gasturbinen und deren Zubehör- und Antriebsmaschinen, oder anderer schwerer Maschinen, die eine definierte Auflage auch bei Auftreten von thermischen Ausdehnungen oder Schwingungen der Maschine erfordern, wie etwa große Verbrennungsmotoren, Zentrifugen, Mühlen, Dampfturbinen, Elektromaschinen, Pumpen, Gebläse oder dergleichen sowie ganze Gruppen solcher Maschinen. Solche Maschinen oder Maschinengruppen müssen im Betrieb eine definierte, in der Regel möglichst genau horizontale rsp. der Kupplungsausrichtung angepaßte Lage unter den verschiedenen möglichen Betriebsbedingungen, insbesondere bei Auftreten thermischer Dehnungen, einnehnen, und die Ausrichtung der Wellen aller Maschinen einer Gruppe muß stets gewährleistet sein und bleiben.

Bisher war es üblich, derartige Maschinen mit ihren Füßen auf horizontal angeordneten planen Auflageflächen aufzustellen, welche an einem Basisteil, etwa einem Stahlfundament oder Grundrahmen, vorgesehen waren. Dabei saßen die Maschinenfüße auf Auflageelementen, z. B. Stelzen des Basisteils auf, wobei Bohrungen oder Nuten in den Auflageflächen zur Fixierung der Maschine bzw. deren Füßen in der vorgesehenen Position dienten. Nachteilig ist hierbei, daß die Auflageflächen für die Maschinenfüße am fertigen, sehr großen Basisteil durch Schleifen, Fräsen oder Bohren an die aufzustellende Maschine zum Erreichen einer genauen horizontalen Maschinenposition angepaßt werden mußten. Dafür ist eine teure und zeitaufwendige Bearbeitung extrem großer Teile mit Abmessungen von teilweise über 10 Metern erforderlich. Die großen Zerspanungs- und Bearbeitungskräfte bedingen dabei eine steife und aufwendige Aufbaukonstruktion, damit bei der Bearbeitung keine unzulässigen Deformationen auftreten. Zudem ist die Korrektur verschiedener Last-, Deformations- und Auflagerungsbedingungen während der Bearbeitung und Montage und beim Ausrichten nur mit zusätzlichen Hilfsmitteln wie Beilageflächen, Unterlegscheiben etc. möglich.

Die Erfindung betrifft die Aufgabe, die vorstehend erwähnten Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und ein Fundament zur Aufstellung einer Maschine bzw. Maschinengruppe zu schaffen, welches mit geringem Aufwand herstellbar und auf verschiedene Bedingungen einstellbar ist, sowie eine leichte Anpassung an die aufzustellende Maschine bei exakter Ausrichtung der Maschine mit geringem Aufwand erlaubt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die horizontalen Auflageflächen auf jeweils einem Auflageblock vorgesehen sind, welcher an seiner Rückseite eine einstellbare Höhenverstelleinrichtung trägt, deren Unterseite auf einer Fläche des Basisteiles aufliegt, und mit der der Abstand der Auflagefläche vom Basisteil verstellbar ist.

Mit Vorteil kann diese Höhenverstelleinrichtung als Einstellschraube ausgebildet sein, die mittels eines Schlüssels von außen auch bei schon aufgestellter Maschine verschieden weit aus dem Block heraus- bzw. hineingedreht werden kann.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung wird eine formschlüssige Verbindung durch Verwendung von Spezialverguß ohne Deformationen oder Einleiten von Kräften möglich, wodurch eine monolithische Verbindung des Auflageblockes mit dem Basisteil entsteht.

Bei dem erfindungsgemäßen Fundament ist von Vorteil, daß keine Bearbeitung eines ganzen Basisteiles mehr nötig ist, sondern nur noch die Bearbeitung relativ kleiner Blöcke, an denen die Auflagefläche vorgesehen ist. Zudem ist eine leichte Verstellbarkeit und damit Anpaßbarkeit an geänderte Bedingungen, infolge Deformationen aus Maschinengewicht, Rohrleitungen etc., gegeben.

Die Erfindung, sowie vorteilhafte Weiterbildungen derselben, wird anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Fundament mit einer darauf aufgestellten Turbomaschinengruppe in der Aufsicht,

Fig. 2 das Fundament mit der Maschinengruppe in Seitenansicht,

Fig. 3 ein Auflageelement im Schnitt, und

Fig. 4 ein anderes Auflageelement im Schnitt.

Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Maschinengruppe auf einem Basisteil 1 aufgestellt. Dieses kann beispielsweise in konventioneller Art aus einem Stahlmaschinenfundament bestehen.

Im dargestellten Beispiel besteht die Maschinengruppe aus einem Elektromotor 2, einem Getriebe 3 und zwei Turbokompressoren 4 und 5. Die einzelnen Maschinen sind durch entsprechende Wellen 6, 7 und 8 miteinander verbunden. Zum ordnungsgemäßen Betrieb müssen die einzelnen Maschinen 2, 3, 4 und 5 dieser Maschinengruppe daher exakt zueinander und zur Horizontalen positioniert sein, so daß keine Verspannungen und Unwuchten auftreten und die Wellen 6, 7 und 8 eine spannungsfreie Verbindung der Maschinen ohne zusätzliche Lagerbeanspruchung gewährleisten.

Am Basisteil sind für jede Maschine der Maschinengruppe Auflageelemente 9 vorgesehen, auf welchen bei montierter Maschinengruppe die Füße 10 der einzelnen Maschinen aufsitzen. Da bei den einzelnen Maschinen 2, 3, 4 und 5 die Füße an unterschiedlichen Stellen vorgesehen sind, beispielsweise unterhalb der Maschine, wie beim Elektromotor 2 und dem Getriebe 3, oder an den Seiten der Maschine wie bei den Turbokompressoren 4 und 5, sind die Auflageelemente 9 auf der Oberseite des Basisteiles 1 entsprechend verteilt vorgesehen, so daß deren Position der vorgesehenen Maschinenposition entspricht. Außerdem müssen die Auflageelemente 9 entsprechend der Position der Maschinenfüße 10 eine unterschiedliche Höhe haben, damit die betreffenden Maschinen in der richtigen Position aufgestellt werden können. Dazu ist es zweckmäßig, die Auflageelemente 9 beispielsweise als hülsenförmige Stelzen unterschiedlicher und den einzelnen Maschinen angepaßter Höhe auf der Oberseite des Basisteiles 1 auszubilden, wobei die Höhe dieser Stelzen so gewählt ist, daß sie angenähert die gewünschte und für den Betrieb erforderliche Maschinenposition ergibt und nur noch eine Feineinstellung erforderlich ist.

In Fig. 3 ist ein Beispiel eines solchen stelzenförmig ausgebildeten Auflageelementes 9 im Detail dargestellt. Dieses Element weist ein Fußteil 20 mit einer Auflageplatte 11 und einem oben offenen Aufsatz 12 auf. In den Aufsatz 12 ist ein Auflageblock 13 eingesetzt, welcher auf seiner Oberseite die horizontale Auflagefläche 14 für den entsprechenden Maschinenfuß trägt. Auf der Auflagefläche 14 sind Bohrungen oder Nuten 15 vorgesehen, welche der Aufnahme eines Gegenstückes am Maschinenfuß dienen und die gewünschte Positionierung der aufgesetzten Maschine gewährleisten und gleichzeitig gewisse Wärmedehnungen auffangen.

Um eine Feineinstellung der Höhe der Auflagefläche 14 und damit eine exakte Nivellierung der aufgestellten Maschine zu gewährleisten, ist an der Rückseite 23 des Auflageblockes 13 eine Höhenverstelleinrichtung 16 vorgesehen, welche im dargestellten Beispiel als Einstellschraube ausgebildet ist, deren Kopf 22 auf der Oberseite 21 der Auflageplatte 11 aufsitzt. Durch Hineindrehen oder Herausdrehen dieser Schraube 16 läßt sich der Abstand der Auflagefläche 14 von der Oberseite 21 der Auflageplatte 11 und damit vom Basisteil 1 sehr exakt und besonders fein einstellen.

Damit diese Feineinstellung der Höhe der Auflagefläche 14 auch bei bereits aufgesetzter Maschine vorgenommen werden kann, ist an einer Seitenwand des Aufsatzes 12 ein horizontaler Schlitz 17 vorgesehen, in den ein Schraubenschlüssel eingeführt werden kann, mit welchem die Einstellschraube 16 verdreht und damit die Höhe der Auflagefläche 14 eingestellt werden kann. Damit wird die bisher notwendige Höheneinstellung der Maschinengruppe, wobei am fertigen Maschinenfundament nach Anprobe der Maschinen und Wiederabhebung die einzelnen Auflageflächen auf die erforderliche Höhe abgefräst oder Unterlegscheiben plaziert werden mußten, vollständig überflüssig. Stattdessen werden die Maschinen der Maschinengruppe mit ihren Füßen 10 auf die mit entsprechenden Bohrungen, Nuten oder Gewinden 15 versehenen Auflageflächen 14 aufgesetzt. Anschließend erfolgt die Feinausrichtung der Maschinen in horizontaler Richtung mittels Pressen, Horizontalschrauben oder dergleichen, sowie in vertikaler Richtung durch Verdrehen der Einstellschrauben 16, bis eine exakte Nivellierung erreicht ist.

Nachdem die Maschine exakt positioniert und der Wellenstrang korrekt ausgerichtet ist, wird der Zwischenraum zwischen dem Auflageblock 13 und dem Aufsatz 12 mit einer geeigneten Vergußmasse 18 ausgegossen, so daß eine formschlüssige Verbindung des Auflageblockes 13 mit dem Basisteil 1 gebildet wird. Schlußendlich wird der Aufsatz 12 mit einer Abschlußplatte 24 abgedeckt.

Das in Fig. 4 dargestellte Beispiel unterscheidet sich vom vorher beschriebenen dadurch, daß der Auflageblock nicht durch Vergießen fixiert wird, sondern durch Verschrauben mit der Auflageplatte mittels mehrerer Fixierschrauben 23. Der Schlitz 17 zum Verstellen der Einstellschraube 16 befindet sich hier an der Seitenwand 20 des Fußteiles.

Verschiedene vorteilhafte Weiterbildungen des beschriebenen Auflagers liegen im Rahmen des Erfindungsgedankens. So können beispielsweise für jeden Auflageblock 13 mehrere vertikale Einstellschrauben 16 zur Nivellierung vorgesehen sein, welche in verschiedenen horizontalen Richtungen orientiert sein können. Unterhalb der Einstellschrauben 16 können zusätzliche Versteifungen 19 zur Aufnahme des Maschinengewichts vorgesehen sein.

Statt als Einstellschrauben können die Höhenverstelleinrichtungen 16 an der Rückseite des Auflageblockes 13 auch in anderer Weise ausgebildet sein, beispielsweise als in horizontaler Richtung verschiebbare Keile, oder mit anderen geeigneten Mitteln, mit welchen sich der Abstand zweier Flächen voneinander exakt einstellen läßt.

Anstatt wie beschrieben für eine Turbokompressoren­ gruppe, kann das erfindungsgemäße Fundament wie eingangs erwähnt auch für andere Maschinengruppen, welche eine exakte Ausrichtung und Nivellierung erfordern, verwendet werden, sowie auch für die Aufstellung einzelner Maschinen in einer gewünschten, z. B. exakt horizontalen Position.

Claims (6)

1. Maschinenfundament mit einem Basisteil (1) mit wenigstens einer Gruppe von Auflageflächen (14) in einer zur definierten Auflage der Fußteile (10) einer Maschine (2, 3, 4, 5) vorgesehenen Position, dadurch gekennzeichnet, daß die horizontalen Auflageflächen (14) auf jeweils einem Auflageblock (13) vorgesehen sind, welcher an seiner Rückseite (23) eine einstellbare Höhenverstelleinrichtung (16) trägt, deren Unterseite (22) auf einer Fläche (21) des Basisteiles (1) aufliegt, und mit der der Abstand der Auflagefläche (14) vom Basisteil (1) verstellbar ist.

2. Fundament nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche (21) des Basisteiles (1) auf hülsenförmigen Stelzen (10) vorgesehen ist, welche auf der Oberseite des Basisteiles (1) angebracht sind.

3. Fundament nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhenverstelleinrichtung als in die Rückseite (23) des Auflageblockes (13) einschraubbare Einstellschraube (16) ausgebildet ist.

4. Fundament nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Auflageblock (13) von einem hülsenförmigen Aufsatz (12) umgeben ist.

5. Fundament nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufsatz einen horizontalen Schlitz (17) zum Einführen eines zur Verdrehung der Einstellschraube (16) geeigneten Werkzeuges aufweist.

6. Fundament nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum zwischen dem Auflageblock (13) und dem Aufsatz (12) mit einer Vergußmasse (18) ausgefüllt ist.