DE1066510B

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Info

Publication number: DE1066510B
Application number: DENDAT1066510D
Authority: DE
Publication date: 1959-10-01

Description

DEUTSCHES

kl. 88 a 12

INTERNAT. KL. F 03 b

PATENTAMT

M33850Ia/88a

ANMELDETAG: 9. APRIL 1957

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT:

1.OKTOBER1959

Die Erfindung bezieht sich auf eine neue Bauweise eines Gehäuses für Turbinen, Pumpen od. dgl., das aus Spirale, Stützschaufelkranz und vorzugsweise beidseitig an diesem angeordneten Lagerstützmänteln besteht.

Die Verbindung einer Spirale in Schweißkonstruktion mit den zwei Stützschaufelringen aus Stahlguß hat schon zu verschiedenen Lösungen geführt, die aber keineswegs befriedigen. Bei einer dieser Konstruktionen werden die Stützschaufelringe mit den Stützschaufeln aus einem Stück gegossen. Man erhält ein heikles Gußstück. Da bei dieser Konstruktion die Stützschaufeln nicht hohl gegossen werden können, diese aber aus strömungstechnischen Gründen teilweise beträchtliche Wandstärken aufweisen, ist es infolge der erhöhten Ausschußgefahr durch Lunkerbildung nötig, auch die übrigen Teile des gemeinsamen Stützschaufelringes in seinen Wandmaßen stärker als nötig zu bemessen. Die Stützschaufeln bilden somit gußtechnisch ein beträchtliches Hindernis für eine rationelle Bauweise.

Bei einer anderen Lösung sind statt der Stützschaufeln nur einfache Verbindungsschrauben mit Distanzelementen angeordnet, welche die zwei Seitenringe, an die sich die Spirale radial anschließt, verbinden bzw. zusammenhalten. Auch ist es bekannt, die Stützschaufelringe getrennt anzufertigen und mit getrennt hergestellten Stützschaufeln zu verbinden. Eine wirtschaftliche Schweißkonstruktion wurde hierbei jedoch nicht vorgeschlagen.

Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, eine bearbeitungsmäßig einfache X^erbundschweißkonstruktion zu erstellen, bei der nicht nur die getrennt gefertigten Stützschaufeln, sondern auch noch die beidseitigen Stützmäntel für die Lagerung des Leitapparates und der Welle bzw. für den Einsatzdeckel der Wellenlagerung mit inbegriffen sind.

Die Erfindung besteht darin, daß Spirale, Stützschaufelkranz und Lagerstützmäntel in Verbund-Schweißkonstruktion einstückig ausgebildet sind, wobei der Stützschaufelkranz aus Stahlguß in an sich bekannter Weise aus zwei Stützschaufelringen und zwischengeschweißten Stützschaufeln besteht, die geschweißteSpirale an die Stützschaufelringe in bekannter Weise, zweckmäßig stumpf angeschweißt ist, die inneren Mantelflächen der Stützschaufelringe glatt verlaufend in die inneren Mantelflächen der Spirale übergehen, die aus Walzmaterial bestehenden Lagerstützmäntel mit ihren Stirnflächen an die Stützschaufelringe stumpf angeschweißt sind und die Stützschaufelringe mit angegossenen axialen, an ihren ebenen Stirnflächen bearbeiteten Ringleisten für das Anschweißen der Lagerstützmäntel ausgebildet sind.

Da gemäß der Erfindung für das Anschweißen der Gehäuse für Turbinen, Pumpen od. dgl.

Anmelder:

Maschinenfabrik Andritz

Actiengesellschaft,
Graz -Andritz (Österreich)

Vertreter: Dipl.-Ing. K.-A. Brose, Patentanwalt,
Pullach bei München, Wiener Str. 1/2

Beanspruchte Priorität:
Österreich vom 16. April 1956

Dipl.-Ing. Josef Trutnovsky,

Graz-Andritz (Österreich),

ist als Erfinder genannt worden

Stützschaufeln an der Innenseite der Stützschaufelringe Ansätze, vorzugsweise vom Querschnitt der Stützschaufeln, vorgesehen sind, kann das Anschweißen der Stützschaufeln unter Vermeidung von Spannungen wesentlich erleichtert werden. Erhöhte Genauigkeit der Herstellung wird dadurch erreicht, daß die bearbeiteten Stirnflächen der Ansätze für das Anschweißen der Stützschaufeln in zwei achsnormalen Ebenen liegen.

Um das Anschweißen der Spirale am Stützschaufelring entsprechend der enger werdenden Spirale zu vereinfachen, ist es vorteilhaft, die radiale Profilerstreckung der beiden Stützschaufelringe aus Stahlguß mit abnehmendem Querschnitt des Spiralgehäuses zu verkürzen.

Das Einschweißen der Stützschaufeln in die Stützschaufelringe kann in wirtschaftlicher und arbeitstechnisch günstiger Weise dadurch mit größter Genauigkeit erfolgen, daß die Stützschaufelringe außen Butzen für die Durchführung, von die beiden Stützschaufelringe verbindenden Ankerschrauben zwischen den Stützschaufeln als Montagebehelf beim Einschweißen der Stützschaufeln in die Stützschaufelringe aufweisen, die nach dem Entfernen der Ankerschrauben abgeschlossen werden.

Vor dem Anschweißen der Lagerstützmäntel an die beiden Stützschaufelringe ist es erforderlich, .diese Teile relativ zueinander zu justieren.. Eine hierfür brauchbare Konstruktion für den dem Leitapparat ger genüberliegenden Lagerstützmantel besteht darin, daß der an den Stützschaufelring angeschweißte Lager-

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Stützmantel für den Deckel der Wellenlagerung von einem axial angeordneten Kegelstumpf mit ■ einem stirnseitig angeschweißten Flansch gebildet ist und im Inneren des Kegelstumpfes ein Führungsring gegebenenfalls mit Versteifungsrippen angeschweißt ist.

Für. den Lagerstützmantel der Leitapparatseite genügt eine einfachere Ausbildung, bei der der an den Stützschaufelring angeschweißte Lagerstützmantel für die Lagerung des Leitapparates und der Welle von einem axial angeordneten Zylinder mit stirnseitig angeschweißtem Flansch, gegebenenfalls mit Versteifungsrippen gebildet ist.

Die vorgeschlagenen Maßnahmen ergeben eine in sich geschlossene Verbund-Schweißkonstruktion, bei der keinerlei Schwierigkeiten in der Fertigung oder im Betrieb auftreten.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt. Die Zeichnung zeigt zwei axiale Schnitte durch das Spiralgehäuse, der untere Schnitt durch einen großen und der obere durch einen kleinen Spiralquerschnitt.

Das erfindungsgemäße Spiralgehäuse in Verbund-Schweißkonstruktion besteht aus fünf zusammengeschweißten Gruppen von Teilen, und zwar der Spirale 16, den beiden Stützschaufelringen 1 und 2, den Stützschaufeln 10 und 11, dem linken Lagergehäuse 3 bis 6.und dem rechten Lagergehäuse 7 bis 9. Hiervon bestehen grundsätzlich nur die Stützschaufelringe 1 und 2 aus Stahlguß', während die Stützschaufeln 10 und 11 nur wahlweise aus Stahlguß, sonst aber so wie die übrigen Teile des Spiralgehäuses aus schmiedbarem Eisen bestehen. Erfindungsgemäß sind an den Innenseiten der beiden Stützschaufelringe 1 und 2 Ansätze 12 und 13 angegossen, deren Enden ebenso wie die der gleich langen Stützschaufeln 10 und 11 in ' Ebenen senkrecht zur Gehäuselängsachse liegen und bearbeitet sind. Die Stützschaufeln 10 und 11 sind gemäß den strömungstechnischen Forderungen ausgebildet, was in den meisten Fällen eine Hohlkörperkonstruktion ergibt. Die gleiche Form erhalten auch die Ansätze 12 und 13 an den Ringkränzen. Bei dieser getrennten Bauart können nunmehr die Stützschaufeln 10 und 11 hohl gegossen und die Wandstärken dem tatsächlichen Bedarf angepaßt werden. Auch die beiden Stützschaufelringe 1 und 2 mit den Ansätzen 12 und 13 können unabhängig von gußtechnischen Einflüssen durch die getrennten Stützschaufeln in ihren Wandstärken schwächer bemessen werden, als dies bisher bei gemeinsamen Abgüssen der Fall war. Der festigkeitsmäßige Vorteil einer geschlossenen Konstruktion ist hierbei aber trotzdem erhalten geblieben. Für das Zusammenschweißen dieser Teile 1, 2, 10 und 11 ist ein Schweißbehelf in Form von Ankerschrauben 19 vorgesehen, die diese Teile zusammenhalten und die durch Löcher der am Umfang verteilten Butzen 17 und 18 gezogen sind. Nach der Schweißung der Innenteile wird dieser Schweißbehelf wieder entfernt, worauf die Butzenbohrungen verschlossen, z. B. verschraubt werden.

An den beiden Stützschaufelringen 1 und 2 ist für den Anschluß der beiden Mäntel 3 und 7 je eine umlaufende Ringleiste 14 und 15 angegossen, an die die Mäntel angeschweißt sind. Die Stirnflächen dieser Ringleisten 14 und 15 liegen in Ebenen senkrecht zur Gehäuselängsachse und sind zweckmäßig bearbeitet. Im gezeigten Beispiel schließt an der Stirnfläche der Ringleiste 14 des linken Ringkranzes 1 ein Kegelmantel 3 mit dem Flansch 4 an. In dem Mantel 3 sind innen ein Einsatzring 5 für die Lagerung und Versteifungsrippen 6 eingeschweißt. An den Enden der Ringleiste 15 des rechten Ringkranzes 2 sind ein zylindrischer Mantel 7 mit Flansch 8 und Versteifungsrippen 9 in gemeinsamer Schweißkonstruktion angeschweißt.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, sind die Außenränder der beiden Ringkränze 1 und 2 nach außen so gebogen, daß sich der von ihnen eingeschlossene Raum radial nach außen erweitert. An den radialen Enden 1' und 2' der Ringkränze 1 und 2 sind die Blechenden 16' und 16" der Spirale 16 stumpf angeschweißt. Bei stetig abnehmender Querschnittsfläche der Spirale ist erfmdun'gsgemäß vorgesehen, den radialen Abstand R₁ der Enden 1' und 2' der Ringkränze 1 und 2 ebenfalls stetig zu verringern, so daß wie im gezeichneten Beispiel beim kleineren Spiralprofil R₂^R₁ ist. Wahlweise kann aber auch der Bogenradius der Außenränder der Ringkränze 1 und 2 bei gleichbleibendem kleinstem Radius R derselben zwecks formschlüssigen Überganges eine gewundene Form aufweisen. Diese Formgebung kann insbesondere bei schon klein werdenden Spiralquerschnitten Anwendung finden und bildet bei der einfachen Ausbildung der Ringkränze 1 und 2 gußtechnisch keinerlei Schwierigkeiten.

Claims

Patentansprüche:

1. Gehäuse für Turbinen, Pumpen od. dgl., bestehend aus Spirale, Stützschaufelkranz und vorzugsweise beidseitig an diesem angeordneten Lagerstützmänteln, dadurch gekennzeichnet, daß Spirale (16), Stützschaufelkranz (1, 2, 10, 11) und Lagerstützmäntel (3, 7) in Verbund-Schweißkonstruktion einstückig ausgebildet sind, wobei der Stützschaufelkranz aus Stahlguß in an sich bekannter Weise aus zwei Stützschaufelringen (1,2) und zwischengeschweißten Stützschaufeln (10, 11) besteht, die geschweißte Spirale (16) an die Stützschaufelringe (1, 2) in bekannter Weise, zweckmäßig stumpf angeschweißt ist, die inneren Mantelflächen der Stützschaufelringe (1, 2) glatt verlaufend in die inneren Mantelflächen der Spirale (16) übergehen¹, die aus Walzmaterial bestehenden Lagerstützmäntel (3, 7) mit ihren Stirnflächen an die Stütz sch au fei ringe (1, 2) stumpf angeschweißt sind und die Stützschaufelringe (1, 2) mit angegossenen axialen, an ihren ebenen Stirnflächen bearbeiteten Ringleisten (14, 15) für das Anschweißen der Lagerstützmäntel (3, 7) ausgebildet sind.

2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für das Anschweißen der Stützsohaufeln (10, 11) an der Innenseite der Stützschaufelringe (1, 2) Ansätze (12, 13), vorzugsweise vom Querschnitt der Stützschaufeln, vorgesehen sind.

3. Gehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bearbeiteten Stirnflächen der Ansätze (12, 13) für das Anschweißen der Stützschaufeln (10, 11) in zwei achsnormalen Ebenen liegen.

4. Gehäuse.nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Profilerstreckung (R₁ und R₂) der beiden Stützschaufelringe (1, 2) mit abnehmendem Querschnitt des Spiralgehäuses (16) verkürzt ist.

5. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützschaufelringe (1, 2) außen Butzen für die Durchführung von die beiden Stützschaufelringe verbindenden Ankerschrauben (19) zwischen den Stütz-

schaufeln als Montagebehelf beim Einschweißen der Stützschaufeln (10, 11) in die Stützschaufelringe (Ij 2) aufweisen, die nach dem Entfernen der Ankerschrauben abgeschlossen werden.

6. Gehäuse nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der an den Stützschaufelring (1) angeschweißte Lagerstützmantel für den Deckel der Wellenlagerung von einem axial angeordneten Kegelstumpf (3) mit einem stirnseitig angeschweißten Flansch (4) gebildet ist und im Inneren des Kegelstumpfes (3) ein Führungsring (5) gegebenenfalls mit Versteifungsrippen (6) angeschweißt ist.

7. Gehäuse nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der an den Stützschaufelring (2) angeschweißte Lagerstützmantel für die Lagerung des Leitapparates und der Welle von einem axial angeordneten Zylinder (7) mit stirnseitig angeschweißtem Flansch (8), gegebenenfalls mit Versteifungsrippen (9), gebildet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Schweizerische Patentschrift Nr. 65 406;
britische Patentschrift Nr. 214 423;
USA.-Patentschriften Nr. 1 896 644, 2 611 578.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen