DE941037C - Device for pressing a machine part exposed to high operating temperatures against a sealing surface of a second machine part - Google Patents

Description

Einrichtung zum Anpressen eines hohen Betriebstemperaturen ausgesetzten Maschinenteils an eine Dichtungsfläche eines zweiten Maschinenteils Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Anpressen eines hohen Betriebstemperaturen ausgesetzten Maschinenteils an eine Dichtungsfläche eines zweiten Maschinenteils, der den ersten Maschinenteil auch auf der Gegenseite zur Dichtungsfläche mindestens teilweise umgibt.Device for pressing a high operating temperature exposed Machine part to a sealing surface of a second machine part The invention relates to a device for pressing a high operating temperature Machine part to a sealing surface of a second machine part, which the first Also at least partially surrounds the machine part on the opposite side to the sealing surface.

Im Maschinenbau kommt es häufig vor, daB verschiedene Maschinenteile miteinander zu verbinden sind, wobei eine Abdichtung einer zwischen diesen Teilen vorhandenen Fuge erwünscht ist. In der Regel werden dabei die verschiedenen Maschinenteile zusammengeschraubt in der Weise, daß an der Teilfuge ein hoher spezifischer Flächendruck erzeugt wird, welcher bei genügend genauer Oberflächenbearbeitung eine gute Abdichtung gewährleistet. Häufig werden auch noch Dichtungsmittel in solchen Teilfugen angeordnet.In mechanical engineering it often happens that different machine parts are to be connected to each other, with a seal between these parts existing joint is desired. Usually this involves the various machine parts screwed together in such a way that a high specific surface pressure at the parting line is generated which, with sufficiently precise surface treatment, a good seal guaranteed. Often sealing means are also arranged in such butt joints.

In manchen Fällen ist es jedoch im Maschinenbau nicht möglich, die Dichtungsflächen durch Schrauben aneinanderzupressen. Man begnügte sich darum bisher damit, den einen Teil, beispielsweise den Deckel eines Behälters, durch den überdruck des Mediums, gegen das die Teilfuge abzudichten ist, an den andern Teil, also den Behälter, anpressen zu lassen. Es hat sich aber dabei gezeigt, daB auf diese Weise der Dichtungsdruck oft ungenügend ist.In some cases, however, in mechanical engineering it is not possible to use the Press the sealing surfaces together with screws. So far they have been content so that one part, for example the lid of a container, by the overpressure of the medium against which the joint is to be sealed to the other part, i.e. the Container to be pressed. It has been shown, however, that in this way the sealing pressure is often insufficient.

Um eine gute Abdichtung in der Teilfuge zwischen zwei gegeneinander abzudichtenden hohlzylindrischen Teilen zu erreichen, ist schon vorgeschlagen worden, in eine ringförmige Nut der Teilfuge einen Dichtungsring einzulegen, welcher aus einem Werkstoff mit höherer Wärmeaus.dehnungszahl besteht als die gegeneinander abzudichtenden Teile. Solche Ringe dehnen sich bei der Erwärmung stärker als die gegeneinander abzudichtenden Teile und werden um so mehr an die Dichtungsflächen angepreßt, -je höher die Temperatur ist. Es wird also besonders bei hoher Betriebstemperatur eine gute Abdichtung erreicht.To ensure a good seal in the parting line between two against each other To achieve hollow cylindrical parts to be sealed has already been proposed been to insert a sealing ring into an annular groove of the parting line, which consists of a material with a higher coefficient of thermal expansion than that of one another parts to be sealed. Such rings stretch more than that when heated parts to be sealed against each other and are all the more attached to the sealing surfaces pressed, -the higher the temperature. So it becomes especially at high operating temperature achieved a good seal.

In einer bekannten Ausführungsform sind solche Dichtungsringe als volle Ringe ausgebildet, welche gegebenenfalls durch einen Trägerring bei der Wärmedehnung am Ausweichen in radialer Richtung verhindert werden, so daß sich die Dehnung hauptsächlich in der axialen Richtung auswirken muß. Anderseits sind auch Dichtungsringe bekannt, welche als Bimetallkörper ausgebildet sind und U-förmigen Querschnitt besitzen. Durch die unterschiedliche Wärmeausdehnung der beiden zusammengefügten Metallteile sucht sich der U-förmige Querschnitt des Ringes bei dessen Erwärmung zu öffnen, wobei die Flanken an die Dichtungsfläche der abzudichtenden Teile angepreßt werden.In a known embodiment, such sealing rings are as full rings are formed, which are optionally supported by a carrier ring during thermal expansion can be prevented from dodging in the radial direction, so that the elongation is mainly must affect in the axial direction. On the other hand, sealing rings are also known, which are designed as a bimetal body and have a U-shaped cross section. Due to the different thermal expansion of the two joined metal parts the U-shaped cross-section of the ring tries to open when it is heated, wherein the flanks are pressed against the sealing surface of the parts to be sealed.

Besondere Dichtungsmittel in der Teilfuge sind aber oft nicht erforderlich, wenn dafür gesorgt wird, daß die Flächen der beiden gegeneinander abzudichtenden Teile in der Teilfuge mit hinreichendem Druck aneinandergepneßt werden. Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung zum Anpressen eines hohen Betriebstemperaturen ausgesetzten Maschinenteils an eine Dichtungsfläche eines zweiten Maschinenteils, der den ersten Maschinenteil auch auf der Gegenseite zur Dichtungsfläche mindestens teilweise umgibt, wird nun die erforderliche Pressung dadurch erreicht, daß zwischen dem ersten Maschinenteil und jenen Stellen des zweiten Maschinenteils, an- denen dieser den ersten auf der Gegenseite zur Dichtungsfläche umgibt, einzelne Anpreßteile verteilt angeordnet werden, welche aus einem Baustoff hergestellt sind, dessen Wärmeausdehnungszahl größer ist als jene der beiden Maschinenteile, wobei diese Anpreßteile bei Betriebstemperatur infolge ihrer Wärmeausdehnung den ersten Maschinenteil an die Dichtungsfläche des zweiten anpressen.However, special sealants in the parting line are often not required, if it is ensured that the surfaces of the two to be sealed against each other Parts are pressed together in the joint with sufficient pressure. In the Device according to the invention for pressing a high operating temperature exposed Machine part to a sealing surface of a second machine part, which the first Also at least partially surrounds the machine part on the opposite side to the sealing surface, the required pressure is now achieved in that between the first machine part and those points of the second machine part where this the first on the Surrounding the opposite side to the sealing surface, individual pressing parts are arranged in a distributed manner which are made of a building material, its coefficient of thermal expansion is greater than that of the two machine parts, these pressing parts at operating temperature due to their thermal expansion, the first machine part to the sealing surface of the press on the second.

Es wird also hierbei für die Erzeugung des Dichtungsdruckes wiederum die unterschiedliche Wärmeausdehnung zweier Teile ausgenutzt. Diese Anpreßteile besorgen aber, im Gegensatz zu den vorstehend beschriebenen Dichtungsringen, nicht selbst die Abdichtung. Sie bilden nicht einen zusammenhängenden Körper und können in ihren Abmessungen klein gehalten werden. Ihre Herstellung ist, insbesondere wenn es sich um einen Behälter großen Durchmessers handelt, wesentlich billiger als die Herstellung eines zusammenhängenden Dichtungsringes. Besonders vorteilhaft ist die.Ausführung der Anpreßteile als zylindrische Bolzen, wobei diese beispielsweise in entsprechenden, ebenfalls einfach herzustellenden Bohrungen des anzupressenden Teils versenkt angeordnet werden können, wobei an Platz gespart wird. Mit Vorteil läßt sich eine solche Anpreßeinrichtung beispielsweise zur Anpressung der Leitradböden von Dampfturbinen an die Auflageflächen im Gehäuse verwenden, wobei die dadurch erzielte Raumersparnis in der axialen Richtung von besonderer Wichtigkeit ist. Im Vergleich zu den bekannten, als Bimetallkörper ausgebildeten Dichtungsringen von U-förmigem Querschnitt läßt sich mit wenigen Anpreßteilen ein mindestens ebenso großer Anpreßdruck erzeugen, da der U-förmige Ring infolge seiner Beanspruchung auf Biegung nicht so große Kräfte auszuüben vermag.So here it is in turn for the generation of the seal pressure exploited the different thermal expansion of two parts. These pressing parts but, in contrast to the sealing rings described above, do not even the seal. They do not and can not form a coherent body are kept small in their dimensions. Your making is especially if it is a large diameter container, much cheaper than that Production of a coherent sealing ring. The execution is particularly advantageous the pressing parts as cylindrical bolts, these for example in corresponding, also easy-to-produce bores of the part to be pressed arranged sunk saving space. Such a pressing device can advantageously be used for example, for pressing the stator bases of steam turbines against the bearing surfaces use in the housing, the space saving achieved thereby in the axial direction is of particular importance. Compared to the known, as a bimetal body formed sealing rings of U-shaped cross-section can be with a few pressing parts Generate at least as great a contact pressure as the U-shaped ring as a result its bending stress is not able to exert such great forces.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung beispielsweise dargestellt. Es zeigt Fig: i einen axialen Längsschnitt durch einen Teil eines durch einen Zwischenboden in zwei Kammern verschiedenen Druckes unterteilten Behälters, Fig. 2 eine Darstellung der Abdichtungseinrichtung des Zwischenbodens in vergrößertem Maßstab und Fig. 3 einen Schnitt durch die Abdichtungseinrichtung nach der Linie III-III der Fig. 2.In the drawing is an embodiment of the device according to the invention for example shown. FIG. 1 shows an axial longitudinal section through a Part of a pressure divided into two chambers by an intermediate floor Container, Fig. 2 is a representation of the sealing device of the intermediate floor on an enlarged scale and FIG. 3 shows a section through the sealing device according to the line III-III of FIG. 2.

In der Zeichnung ist mit i ein in einer Horizontalebene geteilter, einer hohen -Betriebstemperatur unterworfener zylindrischer Behälter bezeichnet. Ein Zwischenboden :2 unterteilt diesen Behälter in zwei Kammern 3 und ¢. In der Kammer 3 herrscht der Druck p1 und in der Kammer q. der Druck p2. Der Druck p1 sei größer als der Druck p2.In the drawing, i is a divided in a horizontal plane, Cylindrical container subjected to a high operating temperature is the name given to it. An intermediate floor: 2 divides this container into two chambers 3 and ¢. In the Chamber 3 has pressure p1 and chamber q. the pressure p2. Let the pressure p1 greater than the pressure p2.

Durch den Überdruck wird der Zwischenboden nach rechts gedrückt, so daß er an einer Dichtungsfläche 5 an einen ringförmigen Ansatz 6 des Behälters i anliegt.The overpressure pushes the intermediate floor to the right, see above that he is on a sealing surface 5 to an annular extension 6 of the container i is applied.

Im weiteren ist aber noch eine zusätzliche Einrichtung vorhanden, welche einzelne Anpreßteile 7 aufweist, die aus einem Baustoff hergestellt sind, dessen Wärmeausdehnungszahl größer ist als jene der gegeneinander abzudichtenden Teile, nämlich des Zwischenbodens 2 und des Behälters i. Die Anpreßteile 7 sind so angeordnet, daß sie bei Betriebstemperatur infolge ihrer Wärmeausdehnung den Zwischenboden :2 an die Dichtungsfläche 5 des Behälters r anpressen.But there is also an additional facility available, which has individual pressing parts 7, which are made of a building material, whose coefficient of thermal expansion is greater than that of the one to be sealed against each other Parts, namely the intermediate floor 2 and the container i. The pressing parts 7 are arranged so that they at operating temperature due to their thermal expansion Intermediate bottom: press 2 against the sealing surface 5 of the container r.

Die Anpreßteile 7 sind in Aussparungen 8 zwischen dem Boden 2 und einem Vorsprung 9 des Behälters i verteilt angeordnet, wobei der Vorsprung 9 den Zwischenboden :2 auf der Gegenseite zur Dichtungsfläche 5 umgibt.The pressing parts 7 are in recesses 8 between the bottom 2 and a projection 9 of the container i arranged distributed, the projection 9 den Intermediate floor: 2 surrounds on the opposite side to the sealing surface 5.

Bei der dargestellten Ausführungsform bestehen die Anpreßteile aus zylindrischen Bolzen. Sie können aber auch beispielsweise die Form von Ringsegmenten haben.In the illustrated embodiment, the pressing parts consist of cylindrical bolt. But you can also, for example, the shape of ring segments to have.

Da der Druck p1 größer angenommen wurde als der Druck p2, wird der Zwischenboden durch den Überdruck gegen den ringförmigen Ansatz 6 des Behälters gepreßt, so daß damit schon ein gewisser Dichtungsdruck an der Berührungsfläche erzeugt wird. Die Anpreßteile erzeugen nun durch ihre Wärmedehnung noch einen zusätzlichen Dichtungsdruck. Für die Erfindung ist dies jedoch unerheblich. Es kann auch der volle Dichtungsdruck durch die Anpreßteile erzeugt werden, gegebenenfalls können sie sogar entgegen einem auf einen der beiden Maschinenteile wirkenden Überdruck den Dichtungsdruck erzeugen, wie etwa, wenn beispielsweise der Druck p2 größer als der Druck p1 wäre.Since the pressure p1 was assumed to be greater than the pressure p2, the Intermediate bottom due to the overpressure against the annular extension 6 of the container pressed, so that there is already a certain sealing pressure on the contact surface is produced. The pressure parts now generate an additional one due to their thermal expansion Seal pressure. However, this is irrelevant for the invention. It can also be the full seal pressure through the pressing parts are generated, if necessary they can even counteract an overpressure acting on one of the two machine parts generate the seal pressure, such as when, for example, the pressure p2 is greater than the pressure would be p1.

Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung der Einrichtung ist es auch möglich, den zu erzeugenden Dichtungsdruck bei Betriebstemperatur dadurch auf einen gewünschten Wert zu beschränken, daß die Anpreßteile im kalten Zustand mit einem bestimmten Spiel eingesetzt werden. Es können aber auch die Anpreßteile so bemessen werden, daß ihre Beanspruchung bei Erzeugung des erforderlichen Dichtungsdruckes die Streckgrenze erreicht, so daß dann der Anpreßdruck nicht weiter steigt.In the design of the device according to the invention, it is also possible the sealing pressure to be generated at operating temperature thereby to a desired one Limit that the pressure parts in the cold state with a certain value Game can be used. However, the pressure parts can also be dimensioned in such a way that that their stress when generating the required sealing pressure, the yield point reached, so that the contact pressure does not increase any further.

Die Anpreßteile können grundsätzlich aus jedem geeigneten Baustoff gefertigt sein, dessen Wärmeausdehnungszahl größer ist als jene der gegeneinander abzudichtenden Maschinenteile. Insbesondere kann es wegen höherer Warmfestigkeit von Vorteil sein, wenn die Anpreßteile aus austenitischem Stahl hergestellt sind.The pressing parts can in principle be made of any suitable building material be made, the coefficient of thermal expansion is greater than that of each other machine parts to be sealed. In particular, it can be because of its higher heat resistance be advantageous if the pressing parts are made of austenitic steel.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zum Anpressen eines hohen Betriebstemperaturen ausgesetzten Maschinenteils an eine Dichtungsfläche eines zweiten Maschinenteils, der den ersten Maschinenteil auch auf der Gegenseite zur Dichtungsfläche mindestens teilweise umgibt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem ersten Maschinenteil und jenen Stellen des zweiten Maschinenteils, an denen dieser den ersten auf der Gegenseite zur Dichtungsfläche umgibt, einzelne Anpreßteile verteilt angeordnet sind, welche aus einem Baustoff hergestellt sind, dessen Wärmeausdehnungszahl größer ist als jene der beiden Maschinenteile, wobei diese Anpreßteile bei Betriebstemperatur infolge ihrer Wärmeausdehnung den ersten Maschinenteil an die Dichtungsfläche des zweiten anpressen. PATENT CLAIMS: i. Device for pressing a machine part exposed to high operating temperatures against a sealing surface of a second machine part which at least partially surrounds the first machine part also on the opposite side to the sealing surface, characterized in that between the first machine part and those points of the second machine part at which it opens the first surrounds the opposite side to the sealing surface, individual pressing parts are arranged distributed, which are made of a building material whose coefficient of thermal expansion is greater than that of the two machine parts, these pressing parts at operating temperature due to their thermal expansion press the first machine part against the sealing surface of the second. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßteile in Aussparungen mindestens eines der aneinanderzupressenden Maschinenteile eingelegt sind. 2. Device according to claim i, characterized in that the Pressing parts in recesses of at least one of the machine parts to be pressed together are inserted. 3. Einrichtung nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßteile aus zylindrischen Bolzen bestehen. q.. 3. Device according to claims i and 2, characterized in that that the pressing parts consist of cylindrical bolts. q .. Einrichtung nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßteile die Form von Ringsegmenten haben. Setup according to the Claims i and 2, characterized in that the pressing parts are in the form of ring segments to have. 5. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßteile aus austenitischem Stahl bestehen. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 853 688, 565 642; schweizerische Patentschrift Nr. 22o:281; österreichische Patentschrift Nr. i2q.6oi; französische Patentschrift Nr. 61o 973.5. Device according to claim i, characterized in that the pressing parts consist of austenitic steel. Referred publications: German patents No. 853 688, 565 642; Swiss patent specification No. 22o: 281; Austrian Patent Specification No. i2q.6oi; French patent specification No. 61o 973.