DE900221C

DE900221C - Ventilspindelfuehrungsbuchse fuer Dampf- oder Gasturbinen

Info

Publication number: DE900221C
Application number: DET3277D
Authority: DE
Inventors: Herbert Fuchs
Original assignee: TURBINENFABRIK BRUECKNER KANIS
Current assignee: TURBINENFABRIK BRUECKNER KANIS
Priority date: 1942-03-03
Filing date: 1942-03-03
Publication date: 1953-12-21

Description

Ventilspindelführungsbuchse für Dampf- oder Gasturbinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Ventilspindelführungsbuchse für Dampf- oder Gasturbinen. Die Ausführung derartiger Buchsen bildet bekanntlich Schwierigkeiten, da die in ihnen sich bewegenden Ventilspindeln infolge der verhältnismäßig großen Wärmedehnzahlen des üblichen Buchsenwerkstoffes im Betriebszustand zum Festanlegen neigen.
Die Erfindung sieht deshalb vor, die Ventilspindelführungsbuchse aus oxydkeramischen Werkstoffen herzustellen. Der Nachteil der Verwendung dieser Werkstoffe ist weniger in der geringeren mechanischen Festigkeit gegenüber Stahl zu suchen als vielmehr in der Verschiedenartigkeit der Wärmedehnziffern von Stahl und oxydkeramischen Werkstoffen, da diese in Abhängigkeit von steigenden Temperaturen weniger wachsen als Stahl. So kann es vorkommen, daß sich die Lagebeziehungen zwischen Teilen aus oxydkeramischem Werkstoff und anderem Werkstoff; insbesondere Stahl, bei wachsenden Temperaturen in unerwünschter Weise verändern.
Es ist nun die Aufgabe der Erfindung, diese Veränderung der gegenseitigen Lagebeziehung wenn nicht völlig zu verhindern, so doch auf ein Mindestmaß zurückzuführen. Der Erfindungsgedanke geht von dem Grundsatz aus, daß sich eine aus oxydkeramischem Werkstoff bestehende Ventilspindelführungsbuchse innerhalb ihrer Stahlummantelung radial allseitig dehnen soll, ohne ihre Lage gegenüber dem bei Erwärmung schneller wachsenden Werkstoff, vorzugsweise Stahl, zu verändern. Dies wird in bekannter Weise dadurch erreicht, daß die Ventilspindelführungsbuchse mit mindestens drei auf- dein Umfang gleichmäßig verteilten, in entsprechenden Nuten des Stahlkörpers geführten Führungsleisten versehen ist.
Neu ist dagegen,die Art, wie die Ausdehnungsverhältnisse in axialer Richtung beherrscht werden sollen: Die Ventilspindelführungsbuchse wird von unter Vorspannung stehenden Teilen des Stahlkörpers in axialer Richtung federnd gegen einen Anschlag gedrückt.
Die Zeichnung zeigt in Abb. z beispielsweise den Längsschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgeführte Ventilspindelführungsbuchse, in Abb.2 einen Querschnitt gemäß der Linie A-B der Abb. r.
r stellt die Ventilspindel dar, die in der Buchse 2 aus oxydkeramischem Werkstoff gelagert ist. Diese ist in dem Stahlkörper 3 eingebaut und besitzt mindestens drei auf den Umfang gleichmäßig verteilte Führungsleisten 4. In der Abbildung sind von diesen Führungsleisten 4 vier Stück wiedergegeben. Diese Führungsleisten 4 werden in Nuten 5 des Stahlkörpers 3 so geführt, daß zwischen den Rückenflächen 6 der Führungsleisten 4 und den Grundflächen 7 der Nuten 5 sowie zwischen den übrigen Flächen 8 der Buchse und 9 ,des Stahlkörpers 3 Spielräume vorhanden sind, wie der in Abb. 2 dargestellte Querschnitt zeigt. An den Stirnseiten wird die Ventilspindelführungsbuchse 2 aus oxydkeramischem Werkstoff von einer Mutter io gehalten, die in den Stahlkörper 3 eingeschraubt ist. Der zwischen dem die Mutter io aufnehmenden Teil z r des Stahlkörpers 3 und dem übrigen Stahlkörper 3 befindliche Teil ist bei 12 durch Eindrehungen federnd gestaltet.
Die Ventilspindelführungsbuchse2wirdmitHilfe der Führungsleisten 4. gleich.mittig zur Ventilspindelachse in den Stahlkörper 3 eingesetzt und durch die Mutter io festgehalten. Die im federnden Teil 12 des Stahlkörpers 3 angebrachte Mutter io erhält eine Vorspannung, die genügt, um den Unterschied im Wachsen der aneinanderliegenden Teile, der durch die Verschiedenartigkeit der Wärmedehnungsziffern bedingt ist, auszugleichen. Anderseits gewährleisten die radial angebrachten, in Nuten des Stahlkörpers geführten Führungsleisten eine zur Achse der Ventilspindel gleichmittig bleibende Lagerung der Ventilspindelführungsbuchse auch für den Fall, daß der Stahlkörper beider Betriebstemperatur mehr wächst als die Ventilspindelführungsbuchse aus oxydkeramischem Werkstoff.
Büchsen aus keramischen Werkstoffen und die angegebene Art der Führung lassen sich überall dort anwenden, wo z. B. im Turbinenbau wärmemäßig hoch beanspruchte Maschinenelemente Verwendung finden, wie z. B. bei Düsenkörpern, Labyrinthstopfbüchsen, Lagern u. a. Das Wesentliche ist, daß radial sich erstreckende Führungsleisten des aus oxydkeramischem Werkstoff bestehenden Maschinenelementes in Nuten des Stahlkörpers so geführt sind, daß ein Ausweichen des aus oxydkeramischem Werkstoff bestehenden Maschinenelementes von seiner ursprünglichen Lage nicht möglich ist bzw. daß bei einem Ausweichen eine praktisch noch hinreichende Genauigkeit gewährleistet bleibt und daß anderseits erfindungsgemäß in axialer Richtung eine Lockerung infolge des Unterschiedes der Wärmedehnungsziffern dadurch unmöglich wird, daß der Stahlkörper mit einer diesen Unterschied bei hohen Temperaturen ausgleichenden, in axialer Richtung wirkenden Vorspannung auf das Maschinenelement aus oxydkeramischem Werkstoff aufgebracht wird.
Die Art der Vorspannung ist selbstverständlich für den Erfindungsgedanken unwesentlich und bleibt- von der Art des aus oxydkeramischem Werkstoff bestehenden Maschinenelementes und von seiner Befestigung im Stahlkörper abhängig. Die Vorspannung kann auch in das die Verbindung zwischen Stahlkörper und Hohlzylinderteil herstellende Maschinenelement, wie z. B. eine Mutter, gelegt oder aber durch Zwischenschaltung von federnden Teilen bewirkt werden.
Als Abwandlung des Erfindungsgedankens möge noch festgehalten sein, daß die Führungsleisten auch im Stahlkörper angebracht und -in entsprechenden Nuten des Maschinenelementes aus oxydkeramischern Werkstoff geführt sein können.

Claims

PATENTANSPRUCH: In einem Stahlkörper eingebaute, von Mitteln hoher Betriebstemperaturen beanspruchte Ventilspindelführungsbuchse für Dampf- oder Gasturbinen mit Ausdehnungsmöglichkeiten in radialer Richtung, .dadurch gekennzeichnet, daß sie .aus oxydkeramischen Werkstoffen besteht und von unter Vorspannung stehenden Teilen des Stahlkörpers in axialer Richtung federnd gegen einen Anschlag gedrückt ist. Angezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. 113 01i; USA.-Patentschrift Nr. 957 88T.