DE102014220294A1 - Spannsystem zum Vorspannen eines Zugangs einer Strömungskraftmaschine - Google Patents

Spannsystem zum Vorspannen eines Zugangs einer Strömungskraftmaschine Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Spannsystem (1) zum Vorspannen eines Zugankers (40) einer Strömungskraftmaschine (2), welches eine Spannscheibe (11) oder ein Spannrohr (12) aufweist, sowie zusätzlich eine Druckplatte (100) welche eine bei Vorspannen des Zugankers (40) erste, der Spannscheibe (11) oder dem Spannrohr (12) zugewandte Abstützfläche (101) aufweist, sowie eine zweite Abstützfläche (102), die der ersten Abstützfläche (101) gegenüber liegt, wobei die Spannscheibe (11) oder das Spannrohr (12) einen zentralen Durchgang (20) aufweisen, durch welchen der Zuganker (40) in einer vorbestimmten Längsrichtung (L), welche mit der Längserstreckungsrichtung des Zugankers (40) übereinstimmt, geführt werden kann, und wobei die zweite Abstützfläche (102) eine Hirth-Verzahnung (103) aufweist, die beim Vorspannen mit einer geeigneten Gegenhirth-Verzahnung (113) zur Einleitung einer Vorspannkraft in Bauteile (3) der Strömungskraftmaschine (2) flächig in Kontakt gebracht werden kann.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Spannsystem zum Vorspannen eines Zuganges einer Strömungskraftmaschine, welches eine Spannscheibe oder ein Spannrohr aufweist, sowie zusätzlich möglicherweise eine Druckplatte, die beim Vorspannen des Zugankers der Kraftvermittlung dient.
  • Gasturbinen und auch andere Strömungskraftmaschinen weisen typischerweise ein feststehendes Gehäuse auf, in welchem ein drehbarer Rotor angeordnet ist. Zwischen dem drehbaren Rotor und dem feststehenden Bauteil der Strömungskraftmaschine verläuft ein Strömungskanal in einer axialen Längsrichtung, der für die Beschickung mit Heißgas als Arbeitsmedium vorgesehen ist. Insbesondere Rotoren einer Gasturbine sind üblicherweise betriebsbedingt hohen mechanischen und thermischen Belastungen ausgesetzt. Aufgrund der hohen Temperaturen, welche das Arbeitsmedium aufweist, sind zudem auch die mit dem Rotor thermisch in Kontakt stehenden Bauteile vor allem thermisch sehr stark beansprucht.
  • Bei Zusammensetzen des Rotors werden zahlreiche Komponenten mittels eines in einer Hohlwelle verlaufenden Zugankers verspannt, so dass die Komponenten des gesamten Rotors bei Rotation keine ungewünschten mechanischen Bewegungen vollführen. Der Zuganker wird hierbei im Normalfall von der bereits erwähnten Hohlwelle aufgenommen, auf welcher einzelne Komponenten angeordnet und miteinander verspannt werden. Für das Zusammensetzen weisen die einzelnen Komponente eine typischerweise axial verlaufende Ausnehmung auf, durch welche die Hohlwelle und der Zuganker verlaufen.
  • Zur Verspannung des Zugankers wird typischerweise endständig auf den Zuganker eine Schraubenmutter aufgesetzt werden, die bei Verspannen die einzelnen Komponenten fixiert und den Zuganker sowie seine Komponente unter mechanische Spannung setzt. Nach Verspannen sind die einzelnen Komponenten mittels Presskontakt stabil angeordnet, so dass sie auch gegenüber bei Betrieb der Strömungskraftmaschine erfolgenden Rotationsbewegungen sich nicht gegeneinander bewegen.
  • Beim Verspannen der Komponenten wird der Zuganker typischerweise mit Hilfe eines Kranes in eine vertikale Lage gebracht, die Komponenten auf den Zuganker axial gesetzt und der Zuganker nachfolgend mit einer Spannvorrichtung vorgespannt. Das Vorspannen des Zugankers erleichtert das endgültige Verspannen mittels einer Spannmutter, welche bspw. endständig auf den Zuganker aufgeschraubt wird. Beim Vorspannen wird der Zuganker durch Aufbringen der Vorspannkraft gleichzeitig auch gelängt, wobei die Spannmutter etwa in diesem gelängten Zustand aufgesetzt und leichter verschraubt werden kann.
  • Erst nach Lösen der Vorspannung bringt anschließend die Spannmutter die gesamte Spannkraft auf, welche zum Verspannen der Komponenten auf dem Zuganker erforderlich ist. Hierbei können sich die einzelnen Verfahrensschritte nach Zugankerabschnitt auch unterscheiden. Wird bspw. zum Verspannen des Turbinenteils einer einwelligen Gasturbine eine endständige Spannmutter vorgesehen, so kann bspw. bei derselben Gasturbine zum Verspannen des Verdichterteils eine Spannmutter vorgesehen, die auf den Zuganker axial zwischen den Enden des Zugankers angeordnet ist. Verfahren zum Verspannen eines Zugankers sind bspw. in der WO 2014/037523 A1 oder auch in der WO 2014/037521 A1 beschrieben.
  • Aufgrund der hohen mechanischen Belastungen beim Vorspannen des Zugankers erfordert das Spannsystem zum Vorspannen nicht nur eine hohe Festigkeit, sondern auch eine gute Zentrierung, damit die in die Bauteile der Strömungskraftmaschine eingebrachten Vorspannkräfte weitgehend gleichmäßig eingeleitet werden. Ebenso ist aufgrund der großen auftretenden Spannkräfte ein sicheres Arbeiten erforderlich, bei welchem die einzelnen Teile des Spannsystems in sicherem kraftschlüssigem Kontakt miteinander vorliegen müssen. Gerade dies hat sich jedoch als Nachteil bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren heraus gestellt, da die durch das Spannsystem aufgebrachten Vorspannkräfte nicht mit ausreichender Sicherheit in die jeweiligen Bauteile der Strömungskraftmaschine eingeleitet werden konnten. In anderen Worten war der Kraftschluss zwischen dem Spannsystem und den jeweils betroffenen Bauteilen der Strömungskraftmaschine nicht ausreichend sicher, um die hohen Vorspannkräfte aus dem Spannsystem in die jeweiligen Bauteile gezielt und sicher abzuleiten.
  • Insofern stellt es sich als Erfindungsaufgabe dar, diese aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu vermeiden. Insbesondere soll erreicht werden, dass das Spannsystem zum Vorspannen eines Zugankers einen ausreichend guten Kraftschluss mit den jeweiligen Bauteilen der Strömungskraftmaschine beim Vorspannen des Zugankers ausbilden kann.
  • Diese der Erfindung zugrundeliegenden Aufgaben werden gelöst durch ein Spannsystem gemäß Anspruch 1 sowie ein Spannrohr gemäß Anspruch 7.
  • Insbesondere werden die der Erfindung zugrundeliegenden Aufgaben gelöst durch ein Spannsystem zum Vorspannen eines Zugankers einer Strömungskraftmaschine, welches eine Spannscheibe oder ein Spannrohr aufweist, sowie zusätzlich eine Druckplatte, welche eine beim Vorspannen des Zugankers erste, der Spannscheibe oder dem Spannrohr zugewandte Abstützfläche aufweist, sowie eine zweite Abstützfläche, die der ersten Abstützfläche gegenüberliegt, wobei die Spannscheibe oder das Spannrohr einen zentralen Durchgang aufweisen, durch welchen der Zuganker in einer vorbestimmten Längsrichtung, welche mit der Längserstreckungsrichtung des Zugankers übereinstimmt, geführt werden kann, und wobei die zweite Abstützfläche eine Hirth-Verzahnung aufweist, die beim Vorspannen mit einer geeigneten Gegenhirth-Verzahnung zur Einleitung einer Vorspannkraft in Bauteile der Strömungskraftmaschine flächig in Kontakt gebracht werden kann.
  • Ebenfalls werden die der Erfindung zugrundeliegenden Aufgaben gelöst durch ein Spannrohr zum Vorspannen eines Zugankers einer Strömungskraftmaschine, welches eine erste Kraftübertragungsfläche und eine zweite Kraftübertragungsfläche aufweist, die auf einer der ersten Kraftübertragungsfläche gegenüberliegenden Fläche angeordnet ist, wobei das Spannrohr einen zentralen Durchgang aufweist, durch welchen der Zuganker in einer vorbestimmten Längsrichtung, welche mit der Längserstreckungsrichtung des Zugankers übereinstimmt, geführt werden kann, und wobei die zweite Kraftübertragungsfläche eine Hirth-Verzahnung aufweist, die beim Vorspannen mit einer geeigneten Gegenhirth-Verzahnung zur Einleitung einer Vorspannkraft in Bauteile der Strömungskraftmaschine flächig in Kontakt gebracht werden kann.
  • Die der Erfindung zugrundeliegende Idee ist zunächst darin zu sehen, eine Druckplatte mit Hirth-Verzahnung auf ihrer zweiten Abstützfläche vorzusehen, welche beim Verspannen den Bauteilen der Strömungskraftmaschine zugewandt ist. Aufgrund der Hirth-Verzahnung ergibt sich zwischen Druckplatte und den entsprechenden Bauteilen der Strömungskraftmaschine, die eine geeignete Gegenhirth-Verzahnung aufweisen, sowohl eine geeignete Zentrierung wie auch gleichzeitig ein guter flächiger Kontakt, der gegen Verdrehen gesichert ist. Dadurch kann einerseits ein ausreichend sicherer Kraftschluss zwischen der Druckplatte und den Bauteilen der Strömungskraftmaschine erreicht werden, gleichzeitig kann aber auch ein Verschieben bzw. Verrutschen der Druckplatte verhindert werden. Zudem erlaubt die Hirth-Verzahnung, die für eine bei Kraftbeaufschlagung vorteilhafte Zentrierung der Druckplatte sorgt, dafür, dass die in die Druckplatte eingeleiteten Kräfte ebenfalls weitgehend zentriert und verhältnismäßig gleichmäßig in Umfangsrichtung um den Zuganker auf die Bauteile der Strömungskraftmaschine verteilt werden. Die gleichen Vorteile ergeben sich bei dem erfindungsgemäßen Spannrohr, welches auf der zweiten Kraftübertragungsfläche selbst eine Hirth-Verzahnung aufweist, also auf eine Druckplatte mit Hirth-Verzahnung verzichten kann.
  • Die Hirth-Verzahnung der Druckplatte bzw. des Spannrohrs ist dazu vorgesehen, mit einer geeigneten Gegenhirth-Verzahnung der jeweils mit einer Vorspannkraft beaufschlagten Bauteile der Strömungskraftmaschine in Eingriff zu gelangen. Nach entsprechender Anbringung der Druckplatte bzw. des mit einer Hirth-Verzahnung versehenen Spannrohrs an den Bauteilen wird die Druckplatte bzw. das Spannrohr mit einer Vorspannkraft parallel zur Axialrichtung des Zugankers beaufschlagt. Gemäß dem erfindungsgemäßen Spannsystem wird diese Vorspannkraft über eine Spannscheibe bzw. ein Spannrohr vermittelt, welches ebenfalls auf den Zuganker aufgebracht ist. Die Spannscheibe bzw. das Spannrohr werden hierbei entlang einer vorbestimmten Längsrichtung, welche mit der Längserstreckungsrichtung des Zugankers identisch ist, auf diesen Zuganker aufgebracht. Wie nachfolgend noch weiter im Detail ausgeführt werden wird, kann die Spannscheibe oder das Spannrohr mit geeigneten Spannmitteln versehen sein, die eine Vorspannkraft aufzubringen erlauben, um die Druckplatte bzw. das mit einer Hirth-Verzahnung versehene Spannrohr mit der entsprechenden Vorspannkraft zu beaufschlagen.
  • Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Durchgang der Spannscheibe mit einem Innengewinde in der vorbestimmten Längsrichtung des Zugankers versehen ist, wobei zudem ein Kraftübertragungsabschnitt umfasst ist, über welchen ein Spannmittel derart eine Vorspannkraft auf die Spannscheibe aufbringen kann, dass nach Aufschrauben der Spannscheibe mittels des Innengewindes auf ein passendes Außengewinde des Zugankers eine zu dem zentralen Durchgang konzentrische Kraft auf die Spannscheibe aufbringbar ist, indem das Spannmittel auf eine Abstützfläche der Strömungskraftmaschine direkt oder indirekt eine Kraft einleiten kann. Zum Aufbringen der Vorspannkraft wird also die Spannscheibe zunächst auf den Zuganker aufgeschraubt, wobei ein passendes Außengewinde des Zugankers mit einem Innengewinde des zentralen Durchgangs der Spannscheibe in Eingriff gelangt. Mittels geeigneter Spannmittel kann nun direkt oder indirekt eine Spannkraft auf die erste Abstützfläche der Druckplatte aufgebracht werden, welche auf der zweiten Abstützfläche der Druckplatte in die Hirth-Verzahnung eingeleitet wird. Die erste Abstützfläche kann also bspw. als Lagerfläche für die Spannmittel dienen, welche zur Aufbringung der Vorspannkraft vorgesehen sind. Da die Spannscheibe fest mit dem Zuganker über den Gewindeeingriff verbunden ist, wird die gesamte Vorspannkraft, welche durch die Spannmittel bereitgestellt wird, über die zweite Abstützfläche, welche mit der Hirth-Verzahnung versehen ist, und damit über eine weitere Abstützfläche der Strömungskraftmaschine, welche eine geeignete Gegenhirth-Verzahnung aufweisen kann, in die jeweiligen Bauteile der Strömungskraftmaschine zum Vorspannen eingeleitet.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterführung dieser Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Kraftübertragungsabschnitt als eine Anzahl an symmetrisch zur Längsrichtung angeordnete Durchgänge mit Schraubeninnengewinden ausgebildet ist, wobei das Spannmittel als eine gleiche Anzahl an Schrauben ausgeführt ist, welche durch die Durchgänge geschraubt werden können und sich auf der ersten Abstützfläche der Druckplatte unter Kraftbeaufschlagung abstützen können. Da, wie bereits weiter oben ausgeführt, aufgrund des Gewindeeingriffs der Spannschreibe mit dem Zuganker die Spannscheibe relativ zum Zuganker unbeweglich angeordnet ist, werden die Vorspannkräfte, welche über die Schrauben in den geeigneten Schraubeninnengewinden der einzelnen Durchgänge übertragen werden, in die Druckplatte auf der ersten Abstützfläche eingeleitet. Die Gesamtverspannkraft der einzelnen Schrauben, die symmetrisch in Umfangsrichtung um den zentralen Durchgang der Spannschreibe angeordnet sind, summiert sich auf zu der Vorspannkraft.
  • Alternativ zu der mit einzelnen Spannschrauben versehenen Spannscheibe kann das Spannmittel auch als hydraulische Hebevorrichtung ausgeführt sein, welche sich gegen den Kraftübertragungsabschnitt abstützt. Der Kraftübertragungsabschnitt kann hierbei wiederum als Abschnitt verstanden werden, in welchen eine Krafteinleitung durch die Spannmittel in die Spannscheibe erreicht werden kann. Die hydraulische Hebevorrichtung beaufschlagt andererseits die Druckplatte auf ihrer ersten Abstützfläche mit einer Kraft, die als Vorspannkraft vermittelt durch die zweite mit einer Hirth-Verzahnung versehene Abstützfläche der Druckplatte in die jeweiligen Bauteile der Strömungskraftmaschine eingeleitet werden kann.
  • Entsprechend einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Spannscheibe oder das Spannrohr wenigstens eine Anzahl an Montieröffnungen aufweist, die insbesondere symmetrisch um den zentralen Durchgang angeordnet sind. Eine Montieröffnung ist hierbei dazu vorgesehen, wenigstens mit einem Werkzeug bzw. händisch durch die Montieröffnung zu reichen, um weitere Montierschritte zum Verspannen des Zugankers vornehmen zu können. Insbesondere beim Verspannen des Zugankers eines Verdichters stellt es sich als erforderlich heraus, die nach Aufbringen der Druckplatte bzw. Spannscheibe auf den Zuganker nicht weiter zugänglich liegende Spannmutter handzuhaben. Insofern ist es vorteilhaft durch die Spannscheibe bzw. das Spannrohr mit geeigneten Werkzeugen bzw. händisch reichen zu können, um die anderenfalls nicht erreichbare Spannmutter nach erfolgtem Vorspannen geeignet nachspannen zu können. Die vorgesehenen Montieröffnungen müssen hierzu insbesondere eine ausreichende Größe aufweisen, um einerseits den Nachspannvorgang ausführen zu können, gleichzeitig soll jedoch die Festigkeit der Spannscheibe bzw. des Spannrohrs nach Einbringen der Vorspannkräfte in dieselbe nicht einer Materialermüdung unterliegen. Vorteilhafte Montieröffnungen weisen eine Größe von bspw. zwischen 20 und 50 cm in einer Erstreckungsrichtung auf.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Druckplatte aus gehärtetem Metall ausgebildet ist. Ebenfalls können natürlich die Spannscheibe und das Spannrohr selbst ein gehärtetes Metall umfassen. Aufgrund des Vorsehens gehärteter Metalle in diesen von hohen Vorspannkräften beaufschlagten Bauteilen ist eine sichere Kraftübertragung sowie eine Vermeidung der Materialermüdung der jeweiligen Materialien gewährleistet.
  • Nachfolgend soll die Erfindung anhand einzelner Beispiele näher erklärt werden. Hierbei ist darauf hinzuweisen, dass die nachfolgenden Figuren lediglich schematisch zu verstehen sind und keine Einschränkung hinsichtlich der Ausführbarkeit der Erfindung darstellen.
  • Ebenfalls ist darauf hinzuweisen, dass die technischen Merkmale, welche mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, gleiche technische Funktion bzw. Wirkung aufweisen.
  • Weiterhin ist darauf hinzuweisen, dass die einzelnen Bauteile nachfolgend in beliebiger Kombination miteinander beansprucht werden sollen, soweit diese der Lösung der Erfindungsaufgabe genügen können.
  • Hierbei zeigen:
  • 1 eine perspektivische Ansicht auf eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Spannsystems 1 von der Seite;
  • 2 eine seitliche Schnittansicht durch das in 1 gezeigte Spannsystem in Längserstreckungsrichtung des Zugankers;
  • 3 eine perspektivische Ansicht auf eine Ausführungsform eines von einem erfindungsgemäßen Spannsystem umfassten Spannrohrs bzw. auf ein erfindungsgemäßes Spannrohr selbst;
  • 4 eine seitliche Schnittansicht durch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Spannsystems 1, welches ein Spannrohr 12 aufweist in Längserstreckungsrichtung des Zugankers.
  • 1 zeigt eine perspektivische Ansicht auf ein erfindungsgemäßes Spannsystem 1 zum Vorspannen eines Zugankers 40, der schematisch angedeutet wurde. Das Spannsystem 1 umfasst neben einer Spannscheibe 11 eine Druckplatte 100, welche zwischen der Spannschreibe 11 und den mit einer Vorspannkraft zu beaufschlagenden Bauteilen 3 einer Strömungskraftmaschine 2 angeordnet ist. Die Druckplatte 100 weist eine der Spannscheibe 11 zugewandte erste Abstützfläche 101 auf, sowie eine den Bauteilen 3 der Strömungskraftmaschine 2 zugewandte zweite Abstützfläche 102. Die zweite Abstützfläche 102 ist hierbei mit einer Hirth-Verzahnung 103 (vorliegend nicht ausdrücklich gezeigt) versehen, die beim Ausführen des Vorspannprozesses mit einer geeigneten Gegenhirth-Verzahnung 113 (vorliegend nicht ausdrücklich gezeigt) zum Einleiten einer Vorspannkraft in die Bauteile der Strömungskraftmaschine in kraftschlüssigen Kontakt gebracht werden kann. Um die Druckplatte 100 hierbei mit der Vorspannkraft beaufschlagen zu können, weist die Spannscheibe 11 einen Kraftübertragungsabschnitt 30 auf, über welchen ein Spannmittel 35 eine geeignete Kraft auf die Spannscheibe 11 übertragen kann. Die Spannmittel 35 sind hierbei als Spannschrauben ausgeführt, welche in geeigneten Durchgängen 25 verschraubt sind, die mit einem geeigneten Schraubeninnengewinde 26 versehen sind. Gleichzeitig weist die Spannscheibe 11 einen zentralen Durchgang 20 auf, der ebenfalls mit einem Schraubeninnengewinde 21 versehen ist.
  • Zum Übertragen der Vorspannkraft mittels der Spannmittel 35 wird nun die Spannscheibe 11 über das Innengewinde 21 auf ein entsprechend passendes Außengewinde 41 des Zugankers 40 aufgeschraubt, so dass beide relativ zueinander in Längsrichtung (Längserstreckungsrichtung) L des Zugankers nicht mehr verschoben werden können. Anschließend werden die als Spannschrauben ausgebildeten Spannmittel 35 in die Durchgänge 25 eingeschraubt, und übertragen eine Spannkraft nach ausreichendem Eindrehen auf die erste Abschnittsfläche 101 der Druckplatte 100. Werden nun die einzelnen als Spannschrauben ausgebildeten Spannmittel 35 etwa über Kreuz mit einem Schraubenschlüssel angezogen, bis die erwünschte Vorspannkraft vorliegt, kann so über die Druckplatte 100 vermittelt, diese Vorspannkraft in geeignete Abstützflächen der Bauteile 3 der Strömungskraftmaschine 2 eingeleitet werden. Hierbei sichert die nicht weiter gezeigte Hirth-Verzahnung 103 sowohl die örtlich korrekte Einleiteposition wie auch ein sicheres Verpressen der Druckplatte 100 mit den Bauteilen 3. Gleichzeitig erlaubt die Hirth-Verzahnung eine vorteilhafte Kraftverteilung um den zentralen Durchgang 20 der Spannscheibe 11.
  • Ist nun die Vorspannkraft über die Spannmittel 35 aufgebracht, ist es typischerweise erforderlich, die Spannmutter zum endgültigen Verspannen der einzelnen Komponenten entsprechend nachzuziehen. Über die Montieröffnungen der Spannscheibe 11 kann nun etwa eine Verdichter-Spannmutter 60 erreicht und nachgespannt werden. So wird etwa die Spannmutter 60 des Verdichters soweit angeschraubt, bis diese an der den Zuganker 40 umfassenden Hohlwelle (vorliegend nicht ausdrücklich gezeigt) anliegt.
  • Die relative Lage von Verdichter-Spannmutter 60 im Vergleich zur Position des Spannsystems 1 ist in 2 dargestellt. Darin lässt sich gut erkennen, dass die über die Spannscheibe 11 bzw. die davon umfassten als Spannschrauben ausgebildeten Spannmittel 35 aufgebrachte Verspannkraft über die Druckplatte 100 in die Bauteile 3 der Strömungskraftmaschine 2 eingeleitet werden. Ist nach dem Vorspannen der Zuganker 40 ausreichend gelängt, kann die Verdichter-Spannmutter 60 nachgespannt werden bzw. in eine endgültige Position gebracht werden. Die Montieröffnungen 50 sind hierbei ausreichend groß, um mit entsprechenden Werkzeugen hindurch zu reichen und die Verdichter-Spannmutter 60 geeignet verdrehen zu können.
  • 3 zeigt eine Ausführungsform eines von dem erfindungsgemäßen Spannsystem 1 umfassten Spannrohrs 12 bzw. eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spannrohrs 12. Das Spannrohr 12 weist einen konischen Abschnitt auf, der jeweils endständig von einem zylindrischen Abschnitt abgeschlossen wird. Handelt es sich bei dem Spannrohr 12 um eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spannrohrs, welches selbst mit einer Hirth-Verzahnung 103 versehen ist, erfordert das Spannrohr 12 die Verwendung einer Druckplatte 100 (vorliegend nicht gezeigt) beim Verspannen des Zugankers 40 nicht. Vielmehr kann eine zweite Kraftübertragungsfläche 202 mit der Hirth-Verzahnung 103 versehen sein, und diese mit einer geeigneten Gegenhirth-Verzahnung 113 (vorliegend nicht gezeigt) eines Bauteils 3 (vorliegend nicht gezeigt) einer Strömungskraftmaschine 2 (vorliegend nicht gezeigt) in Kraftschluss gebracht werden. Die Kraftbeaufschlagung zum Vorspannen des Zugankers 40 (vorliegend nicht gezeigt), erfolgt über die erste Kraftübertragungsfläche 201 derart, dass die Kraft über die erste Kraftübertragungsfläche 201 zur zweiten Kraftübertragungsfläche 202 durch das Spannrohr 12 vermittelt wird, um anschließend direkt oder indirekt in die Bauteile 3 der Strömungskraftmaschine 2 eingeleitet werden zu können.
  • Ist das Spannrohr 12 entgegen der vorliegenden Bezugszeichen jedoch nicht mit einer Hirth-Verzahnung 103 vorgesehen, kann dieses als Teil eines Spannsystems 1 ausgebildet sein. Hierbei ist die vorliegend als zweite Kraftübertragungsfläche 202 dargestellte endständige Abschlussfläche nicht mit einer Hirth-Verzahnung versehen, so dass diese etwa flächig an einer ersten Abstützfläche 101 einer Druckplatte 100 anliegen kann.
  • Eine derartige Ausführungsform ist bspw. in 4 gezeigt. Hierbei wird wiederum die Vorspannkraft über die Druckplatte 100 in die mit der Vorspannkraft zu beaufschlagenden Bauteile 3 der Strömungskraftmaschine 2 übertragen. Die Vorspannkraft wird durch eine Turbinenspannmutter 70 aufgebracht, die über geeignete gewinkelte Passstücke (vorliegend nicht mit Bezugszeichen versehen) die Vorspannkraft in das Spannrohr 12 überträgt. Die Turbinenspannmutter 70 wird hierbei endständig auf den Zuganker 40 aufgeschraubt und kann somit vermittelt über das Spannrohr 12 auch im Bereich der Verdichter-Spannmutter 60 eine Vorspannung bewirken. Zum Nachspannen der Verdichter-Spannmutter 60 kann diese wiederum über geeignete Montieröffnungen 50 in dem Spannrohr manipuliert werden.
  • Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2014/037523 A1 [0006]
    • WO 2014/037521 A1 [0006]

Claims (7)

  1. Spannsystem (1) zum Vorspannen eines Zugankers (40) einer Strömungskraftmaschine (2), welches eine Spannscheibe (11) oder ein Spannrohr (12) aufweist, sowie zusätzlich eine Druckplatte (100) welche eine bei Vorspannen des Zugankers (40) erste, der Spannscheibe (11) oder dem Spannrohr (12) zugewandte Abstützfläche (101) aufweist, sowie eine zweite Abstützfläche (102), die der ersten Abstützfläche (101) gegenüber liegt, wobei die Spannscheibe (11) oder das Spannrohr (12) einen zentralen Durchgang (20) aufweisen, durch welchen der Zuganker (40) in einer vorbestimmten Längsrichtung (L), welche mit der Längserstreckungsrichtung des Zugankers (40) übereinstimmt, geführt werden kann, und wobei die zweite Abstützfläche (102) eine Hirth-Verzahnung (103) aufweist, die beim Vorspannen mit einer geeigneten Gegenhirth-Verzahnung (113) zur Einleitung einer Vorspannkraft in Bauteile (3) der Strömungskraftmaschine (2) flächig in Kontakt gebracht werden kann.
  2. Spannsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchgang (20) der Spannscheibe (11) mit einem Innengewinde (21) in der vorbestimmten Längsrichtung (L) versehen ist, wobei zudem ein Kraftübertragungsabschnitt (30) umfasst ist, über welchen ein Spannmittel (35) derart eine Vorspannkraft auf die Spannscheibe (11) aufbringen kann, dass nach Aufschrauben der Spannscheibe (11) mittels des Innengewindes (21) auf ein passendes Außengewinde (41) des Zugankers (40) eine zu dem zentralen Durchgang (20) konzentrische Kraft auf die Spannscheibe aufbringbar ist, indem das Spannmittel (35) in eine Abstützfläche der Strömungskraftmaschine (2) direkt oder indirekt eine Kraft einleiten kann.
  3. Spannsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftübertragungsabschnitt (30) als eine Anzahl an symmetrisch zur Längsrichtung (L) angeordnete Durchgänge (25) mit Schraubeninnengewinden (26) ausgebildet ist, wobei das Spannmittel (35) als eine gleiche Anzahl an Schrauben ausgeführt ist, welche durch die Durchgänge (25) geschraubt werden können und sich auf der ersten Abstützfläche (101) der Druckplatte (100) unter Kraftbeaufschlagung abstützen können.
  4. Spannsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannmittel (35) als eine hydraulische Hebevorrichtung ausgeführt ist, welche sich gegen den Kraftübertragungsabschnitt (30) als Gegenabstützfläche abstützt.
  5. Spannsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannscheibe (11) oder das Spannrohr (12) wenigstens eine Anzahl an Montieröffnungen (50) aufweist, welche insbesondere symmetrisch um den zentralen Durchgang (20) angeordnet sind.
  6. Spannsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckplatte (100) aus gehärtetem Metall ausgebildet ist.
  7. Spannrohr (12) zum Vorspannen eines Zugankers (40) einer Strömungskraftmaschine (2), welches eine erste Kraftübertragungsfläche (201) und eine zweite Kraftübertragungsfläche (202) aufweist, die auf einer der ersten Kraftübertragungsfläche (201) gegenüberliegen Fläche angeordnet ist, wobei das Spannrohr (12) einen zentralen Durchgang (20) aufweist, durch welchen der Zuganker (40) in einer vorbestimmten Längsrichtung (L), welche mit der Längserstreckungsrichtung des Zugankers (40) überein stimmt, geführt werden kann, und wobei die zweite Kraftübertragungsfläche (202) eine Hirth-Verzahnung (103) aufweist, die beim Vorspannen mit einer geeigneten Gegenhirth-Verzahnung (113) zur Einleitung einer Vorspannkraft in Bauteile (3) der Strömungskraftmaschine (2) flächig in Kontakt gebracht werden kann.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111120354B (zh) * 2020-02-25 2020-10-20 浙江上风高科专风实业有限公司 一种核电站用轴向离心风机
CN112682104B (zh) * 2020-12-25 2022-11-18 福建福清核电有限公司 一种核电厂汽轮机联轴器螺栓安装方法
CN117697692B (zh) * 2024-02-06 2024-04-23 成都中科翼能科技有限公司 一种燃气轮机锁紧连接装置的专用装卸工装

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5871205A (en) * 1996-05-24 1999-02-16 Latham; Robert J. Size adaptable bolt tensioner
JP2006138255A (ja) * 2004-11-12 2006-06-01 Hitachi Ltd タービンロータ及びガスタービン
WO2013093443A1 (en) * 2011-12-20 2013-06-27 Ceney, David A tensioning apparatus
WO2014037523A1 (de) 2012-09-07 2014-03-13 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum zusammensetzen bzw. lösen eines eine anzahl von rotorbauteilen umfassenden rotors einer axial durchströmbaren turbomaschine und derartiger rotor

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7510380B2 (en) * 2004-07-13 2009-03-31 Honeywell International Inc. Non-parallel spacer for improved rotor group balance
DE102010040288A1 (de) * 2010-09-06 2012-03-08 Siemens Aktiengesellschaft Rotor
AU2011316048B2 (en) * 2010-10-13 2015-03-26 Imperial Innovations Thermally insulating turbine coupling

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5871205A (en) * 1996-05-24 1999-02-16 Latham; Robert J. Size adaptable bolt tensioner
JP2006138255A (ja) * 2004-11-12 2006-06-01 Hitachi Ltd タービンロータ及びガスタービン
WO2013093443A1 (en) * 2011-12-20 2013-06-27 Ceney, David A tensioning apparatus
WO2014037523A1 (de) 2012-09-07 2014-03-13 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum zusammensetzen bzw. lösen eines eine anzahl von rotorbauteilen umfassenden rotors einer axial durchströmbaren turbomaschine und derartiger rotor
WO2014037521A1 (de) 2012-09-07 2014-03-13 Siemens Aktiengesellschaft Rotor für eine axial durchströmbare turbomaschine und doppelmutter zum verbinden zweier zugankerelemente

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