EP1707759A2 - Housing of a turbomachine - Google Patents
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- EP1707759A2 EP1707759A2 EP06111846A EP06111846A EP1707759A2 EP 1707759 A2 EP1707759 A2 EP 1707759A2 EP 06111846 A EP06111846 A EP 06111846A EP 06111846 A EP06111846 A EP 06111846A EP 1707759 A2 EP1707759 A2 EP 1707759A2
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- housing
- bridge
- parting plane
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
- F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
- F01D25/243—Flange connections; Bolting arrangements
Definitions
- the invention relates to a housing for a machine, in particular almost rotationally symmetrical housing, for example for a turbomachine, with a first housing shell, which is connected to a second housing shell along a parting plane, which usually goes through the machine axis (s).
- At least one flange is formed in the region of the parting plane, with which the two housing shells are fastened to one another.
- this flange extends in the parting plane and forms there a broadening of the housing, which extends radially with respect to a longitudinal direction of the housing and usually extends over the entire axial length or circumference of the housing.
- the two housing shells are screwed directly to each other in the region of the flange, wherein the respective screw penetrates the parting plane preferably vertically.
- the housing shells thus have contact surfaces which extend in the parting plane, which lie along the parting plane and which are pressed against each other within the respective flange by the respective screwing.
- such a housing at least in a turbomachine, such as in a turbine or a compressor, have a rotationally symmetric or nearly rotationally symmetrical shape.
- the radially projecting flanges are a hindrance to such a housing in two respects: on the one hand, the stiffness of the flange area relative to a bending moment in the circumferential direction, for example a thermal moment due to a radial temperature gradient across the wall, locally significantly different from the rest of the circumference, second, the additional masses and the radial extent of the flanges lead to a change in the temperature behavior of the housing in the region of the flange. Both disturbances have a detrimental effect on the deformation behavior of the housing by locally different curvatures and bends occur even when circumferentially constant pressure and / or temperature load. This gives a rotationally symmetrical housing in operation a no longer circular cross-section.
- the flanges In order to keep the circumferential stiffness constant, the flanges must have a width of about 2 - 3 times the wall thickness. This is contradicted by the fact that they should ideally not protrude beyond the (rotational) contour of the rest of the housing for reasons of uniform thermal behavior as possible and reduction of the size. For these conflicting requirements, on the one hand sufficient bending stiffness in the circumferential direction and on the other hand small radial extent, can be difficult to find a satisfactory compromise with previously known design principles.
- US 2'276'603 also proposes brackets with a wedge mechanism to increase the searing forces, similar to the aforementioned DE 853'451 , Due to the small remaining vertical contact surfaces between the clamp and the housing half, however, the circumferential stiffening is only slight. The goal is obviously only the greater closing forces.
- US 2,169,092 Finally, the use of double T-shaped shrunken tie rods instead of bolts suggests.
- asymmetric deformation of the housing is problematic, especially in turbomachinery, since the housing is typically used to support vanes and sealing zones for blades.
- the flow through the turbomachine is disturbed.
- radial gaps between the blades and the housing-side sealing zones and between the guide vanes and rotor-side sealing zones can form or increase, which leads to a flow around the blades at the tip.
- the efficiency of a turbomachine is significantly reduced when the high-energy flow flows around the blades at the tip and thereby does not transfer any work to the respective blade.
- the invention deals with the problem of providing an improved embodiment for a housing of the type mentioned, in particular significantly improves the dimensional stability of the housing by the circumferential stiffness in the region of the parting plane almost constant equal to the Remainder of the housing periphery is, and at the same time the radial extent in the area the parting plane can be largely adapted to the rest of the rotational contour of the housing.
- the invention is based on the general idea, instead of the respective particular horizontal flanges to attach at least one bridge, which extends perpendicular to the parting plane and the both sides of the parting plane in each case in a corresponding bridge portion both with one housing shell and with the other housing shell firmly and bending moment stiff in Circumferential direction is connected.
- a bridge forms transversely to the parting plane an anchor which connects the two housing halves in the parting plane adjacent to each other firmly together.
- the local bending stiffness achievable with the aid of the bridge at the parting plane can be made almost ideally equal to the remainder of the circumference.
- the tensile strength of the bridge by a corresponding dimensioning and / or additional structural elements be many times greater than in a conventional screw which penetrates the flange perpendicular to the parting plane.
- the most important feature is the bending moment stiff connection in the circumferential direction while reducing the radial extent in the parting plane.
- the bridge can be screwed or otherwise connected to the respectively associated housing half at one of the bridge sections or at both bridge sections.
- a particularly high flexural rigidity and, if necessary, can be achieved also strength for the respective connection between the respective housing shell and the respective bridge section are produced.
- the bridge it is basically possible to integrate one of the two bridge sections in the associated housing shell, that is, the bridge then forms an integral part of the respective housing shell.
- a fixed connection between the housing shell and the bridge formed integrally thereon or integrally or in one piece is particularly simple, and only one side of the bridge is detachably connected to the other housing shell.
- At least one of the bridge sections may be connected via a form-locking connection with the associated housing shell.
- Suitable form-fitting connections are, for example, a dovetail coupling, a hammerhead coupling or a clip coupling.
- a housing 1 according to the invention comprises a first housing shell 2 and a second housing shell 3.
- the two housing shells 2, 3 bear against each other along a parting plane 4.
- the housing 1 is the housing 1 of a machine, preferably a turbomachine, such as a turbine, a gas turbine, a steam turbine, a compressor or a compressor.
- the housing 1 is rotationally symmetrical in the embodiments shown here. This is not obligatory.
- the housing 1 may be internally or externally loaded with an overpressure.
- the housing 1 may be thermally loaded internally or externally. Accordingly, the housing shells 2, 3 exposed to strong deformation forces.
- At least one bridge 6 is provided in the region of the parting plane 4. This bridge 6 is also exposed to particularly high loads due to the above-mentioned heavy loads of the housing 1.
- the bridge 6 can basically extend in the axial direction over the entire length of the housing 1. It is also possible to arrange several such bridges 6 in the axial direction of the housing 1 one behind the other. Furthermore, it is clear that the housing 1 in the diametrically opposite parting plane 4 can also have at least one such bridge 6.
- the bridge 6 does not lead to an asymmetrical deformation of the housing 1 due to the occurring loads, it should have substantially the same strength and stiffness values and in particular the same thermal properties (mass, wall thickness, radial extent) as the remaining area of the housing shells 2, 3 .
- This bridge 6 extends perpendicular to the parting plane 4 and is arranged so that it penetrates the parting plane 4. Accordingly, the bridge 6 has a first bridge section 7, which is located on the same side of the parting plane 4 as the first housing shell 2. Furthermore, the bridge 6 has a second bridge section 8, which, like the second housing shell 3 on the other side of Parting level 4 is located.
- the first bridge section 7 is firmly connected to the first housing shell 2.
- the second bridge section 8 is firmly connected to the second housing shell 3.
- both bridge sections 7 and 8 are screwed to the associated housing shell 2, 3.
- Corresponding fittings 9 are indicated by dash-dotted lines in Fig. 1. The number and / or positioning and / or dimensioning of the screw 9 is selected depending on the forces and moments to be transmitted.
- an associated contact surface is provided on the respective bridge section 7, 8, namely a first contact surface 10 on the first bridge section 7 and a second contact surface 11 on the second bridge section 8.
- the first housing shell 2 has a first mating contact surface 12, while the second housing shell 3 has a second mating contact surface 13.
- the contact surfaces 10, 11 lie flat against the respective mating contact surface 12, 13.
- the connection of the bridge 6 to the housing shells 2, 3 is expediently such that the respective contact surface 10, 11 against the respective mating contact surface 12, 13 is pressed. This is achieved in the variant of FIG.
- the contact surfaces 10, 11 and the mating contact surfaces 12, 13 extend in a plane 14, which stands on the parting plane 4. In the embodiment shown here, this plane 14 is perpendicular to the parting plane 4.
- this plane 14 is perpendicular to the parting plane 4.
- the invention are embodiments with slightly inclined contact surfaces, in particular with the symmetry plane of the housing mirror-inverted contact surfaces similar to a Aushebeschräge, in particular simplify the assembly and disassembly process (Fig. 2a and 4a).
- the housing shells 2, 3 in the region of the parting plane 4 are also directly connected to one another with a further screw connection, which can offer advantages in machining, assembly and operation, in particular with regard to the tightness of the housing connection.
- This gland is indicated by dotted lines and designated 15.
- this screw 15 is arranged in a conventional manner so that it penetrates the parting plane 4, preferably vertically.
- conventional screws and the bridges can alternate locally one behind the other in the axial direction.
- Fig. 1 thus shows an embodiment in which the bridge 6 can be grown with comparatively little effort to a basically conventionally designed flange to improve in this way the rigidity of the flange 5 considerably.
- Such an embodiment is in particular retrofittable.
- the bridge 6 can be particularly easily dimensioned so that the transferable tensile forces are significantly greater than tensile forces that can be transmitted by conventional glands. In addition, the moment stiffness is increased. At the same time, such a bridge 6 builds comparatively compact, whereby the outer contour of the housing 1 is not or only slightly disturbed in terms of its symmetry.
- the bridge 6 may for example be designed as a plate. It is also possible to design the bridge 6 as a rod.
- a plate-shaped bridge 6 a longitudinal dimension of the bridge 6, which is measured in the parting plane 4 and in the longitudinal direction of the housing 1, greater than a transverse dimension of the bridge 6, which is measured transversely to the parting plane 4, ie along the plane 14.
- a plate-shaped bridge 6 can be anchored by a corresponding number of screw 9 with sufficient strength to the housing shells 2, 3.
- the longitudinal dimension of the bridge 6 is in any case smaller than the transverse dimension of the bridge 6.
- the longitudinal dimension of the bridge 6 is preferably one bar-shaped bridge 6 in the region of a thickness which is measured in the parting plane 4 and transversely to the longitudinal direction of the housing 1.
- FIG. 2 another advantageous embodiment is obtained when the position of the plane 14 is selected so that the bridge 6 is completely or almost completely within the rotationally symmetrical outer contour 16 of the housing 1.
- a corresponding recess 20 is formed on the two housing shells 2, 3, in which the bridge 6 is inserted with their bridge sections 7, 8.
- the contact or mating contact surfaces 10, 11 and 12, 13 are in Fig. 2 all in one plane, which may be advantageous for processing, however, means relatively large bridges 6 in large housing radii.
- the size of the bridge 6 can be reduced to the required for the moment and power transmission Mass by according to Fig. 2a, the contact or mating contact surfaces 10, 11 and 12, 13 are no longer left in a plane. Either the contact surfaces may indeed remain flat, but be arranged in the form of a blunt wedge or otherwise describe any mathematically continuous or discontinuous waveform, such as a circular arc.
- the design of the bridge 6 preferably takes place in such a way that a substantially constant mass distribution results in the cross-section of the housing 1 in the circumferential direction of the housing 1 over the region of the parting plane 4.
- the housing has a substantially constant bending stiffness and moreover substantially the same thermal properties over the entire circumference, whereby a symmetrical deformation of the housing 1 is achieved particularly easily at the loads occurring during operation of the machine.
- FIG. 1 shows such an embodiment of the invention, in which the bridge 6 can be attached to a housing with a basically conventionally designed flange 5, the variants of FIG. 2 and Fig. 2a and all subsequent variants according to the invention, of common Constructions according to the prior art very different housing designs.
- FIG. 3 shows a very similar embodiment to FIG. 2, in which, however, the bridge 6 is not completely integrated into the outer contour 16 of the housing 1, but projects slightly beyond the housing contour 16 in the radial direction.
- the second bridge section 8 of the bridge 6 forms an integral part of the second housing shell 3. That is to say, the bridge 6 does not form a separate component in this embodiment but is in one piece or in one piece on one of the housing shells 2 or 3. here on the second housing shell 3, formed. Similar to FIG. 2 a, the contact surface according to FIG. 4 a can also be oblique or curved in the case of the bridge 6 integrated in one of the housing shells 2 or 3.
- form-fitting connections 17 are provided, with the aid of which the respective bridge sections 7, 8 are fixedly connected to the associated housing shells 2, 3.
- these form-locking connections 17 are each designed so that they fix the two housing shells 2, 3 along the parting plane 4 adjacent to each other.
- the means that the positive-locking connections 17 prevent a relative movement between the two housing shells 2, 3 transversely to the parting plane 4.
- Such additional form-locking connections 17 are advantageous if, in addition to the circumferential torques, even high forces have to be transmitted. In particular, they allow to dimension the screw only according to the torque transmission - which usually only relatively small bolts because of the relatively large height of the contact surfaces and thus large screw distances - without having to consider surcharges because of additional shear stress of the screws.
- FIG. 5 the variant shown in FIG. 5 is a form-locking connection 17, which represents a clamp coupling.
- This clip coupling has the advantage that it is radially mountable with respect to the longitudinal direction of the housing 1.
- end sections 18 of the bridge 6 engage over end sections 19 of the housing shells 2, 3.
- the form-locking connection 17 is designed in the manner of a dovetail coupling, with the end sections 18 of the bridge 6 also engaging behind the end sections 19 of the housing shells 2, 3.
- the bridge 6 shown in Fig. 6 must be mounted axially with respect to the longitudinal direction of the housing 1.
- the positive connection 17 is designed in the manner of a hammer head coupling.
- the end portions 19 of the housing shells 2, 3 as in the variant of FIG. 6 undercuts which engage behind the end portions 18 of the bridge 6.
- the bridge 6 is axially mountable.
- the screw 9 could basically account for this type of positive connection 17 or be further reduced, if you put either the positive connection about in the middle of the respective contact surfaces, so that the moment can be transmitted by the planar support to both sides, or by placing a second row of such compounds closer to the parting plane 4 in their place, so that the pairs of forces transmitted from the circumferential torques by suitable AusBanken in the radial direction over the contact surfaces can be (Fig. 7a).
- the form-locking connection 17 is formed by form-locking contours transmitting shear forces on the contact surfaces 10, 11 and on the mating contact surfaces 12, 13.
- a detail A shows a variant in which these form-fitting contours form a type of toothing, wherein the respective contact surface 10 is provided with axial rows of teeth which engage in complementary rows of teeth which are formed on the mating contact surface 12.
- the detail B shows another embodiment in which the form-fitting contours are wavy.
- the respective contact surface 11 in this case has a multiplicity of waves which extend essentially axially and which engage in complementary waves which are formed on the associated countercontact surface 13.
- the screw 9 are required to clamp the contact surfaces 10, 11 against the mating contact surfaces 12, 13.
- Fig. 9 shows an embodiment in which the contact surfaces 10, 11 and the mating contact surfaces 12, 13 a curved Have course and accordingly extend along a curve.
- This curvature is concave toward the interior of the housing 1.
- this curvature extends Coaxial with a curvature of the housing shells 2, 3, that is coaxial with a curvature of the housing 1 in the region of Trennebebe 4.
- a recess 20 is also in the embodiment of FIG. 9 on the housing shells 2, 3 provided, in which the bridge 6 is inserted.
- bridge 6 and recess 20 are also coordinated so that the bridge 6 is recessed in the recess and in particular within the outer contour 16 of the housing 1 extends.
- one bridge section 7, 8 may be provided with a first form-locking connection 17, while the other bridge section 8 or 7 is fastened to the respective housing shell 2, 3 with a second form-locking connection 17 or only with screw connections 9.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für eine Maschine, insbesondere nahezu rotationssymmetrische Gehäuse, beispielsweise für eine Turbomaschine, mit einer ersten Gehäuseschale, die entlang einer Trennebene, die meistens durch die Maschinenachse(n) geht, mit einer zweiten Gehäuseschale verbunden ist.The invention relates to a housing for a machine, in particular almost rotationally symmetrical housing, for example for a turbomachine, with a first housing shell, which is connected to a second housing shell along a parting plane, which usually goes through the machine axis (s).
Bei einem derartigen Gehäuse ist im Bereich der Trennebene zumindest ein Flansch ausgebildet, mit dem die beiden Gehäuseschalen aneinander befestigt sind. Üblicherweise erstreckt sich dieser Flansch in der Trennebene und bildet dort eine Verbreiterung des Gehäuses, die sich bezüglich einer Längsrichtung des Gehäuses radial erstreckt und meist über die gesamte axiale Länge bzw. Umfang des Gehäuses reicht. Die beiden Gehäuseschalen sind im Bereich des Flansches direkt miteinander verschraubt, wobei die jeweilige Verschraubung die Trennebene vorzugsweise senkrecht durchdringt.In such a housing at least one flange is formed in the region of the parting plane, with which the two housing shells are fastened to one another. Usually, this flange extends in the parting plane and forms there a broadening of the housing, which extends radially with respect to a longitudinal direction of the housing and usually extends over the entire axial length or circumference of the housing. The two housing shells are screwed directly to each other in the region of the flange, wherein the respective screw penetrates the parting plane preferably vertically.
Üblicherweise besitzen die Gehäuseschalen somit Kontaktflächen, die sich in der Trennebene erstrecken, die entlang der Trennebene aneinander liegen und die innerhalb des jeweiligen Flansches durch die jeweilige Verschraubung gegeneinander gepresst sind.Usually, the housing shells thus have contact surfaces which extend in the parting plane, which lie along the parting plane and which are pressed against each other within the respective flange by the respective screwing.
Des weiteren kann ein derartiges Gehäuse, zumindest bei einer Turbomaschine, wie zum Beispiel bei einer Turbine oder bei einem Kompressor, eine rotationssymmetrische oder nahezu rotationssymmetrische Form aufweisen. Die radial vorstehenden Flansche stellen für ein solches Gehäuse in zweifacher Hinsicht eine Störung dar: zum einen ist die Steifigkeit des Flanschbereichs gegenüber einem Biegemoment in Umfangsrichtung, zum Beispiel einem thermischen Moment infolge eines radialen Temperaturgradienten über die Wand, lokal deutlich unterschiedlich zum Rest des Umfangs, zum zweiten führen die zusätzlichen Massen und die radiale Erstreckung der Flansche zu einem veränderten Temperaturverhalten des Gehäuses im Bereich des Flansches. Beide Störungen wirken sich nachteilig auf das Verformungsverhalten des Gehäuses aus, indem selbst bei in Umfangsrichtung konstanter Druck- und/oder Temperaturbelastung lokal unterschiedliche Krümmungen und Verbiegungen auftreten. Dadurch bekommt ein rotationssymmetrisches Gehäuse im Betrieb einen nicht mehr kreisförmigen Querschnitt.Furthermore, such a housing, at least in a turbomachine, such as in a turbine or a compressor, have a rotationally symmetric or nearly rotationally symmetrical shape. The radially projecting flanges are a hindrance to such a housing in two respects: on the one hand, the stiffness of the flange area relative to a bending moment in the circumferential direction, for example a thermal moment due to a radial temperature gradient across the wall, locally significantly different from the rest of the circumference, second, the additional masses and the radial extent of the flanges lead to a change in the temperature behavior of the housing in the region of the flange. Both disturbances have a detrimental effect on the deformation behavior of the housing by locally different curvatures and bends occur even when circumferentially constant pressure and / or temperature load. This gives a rotationally symmetrical housing in operation a no longer circular cross-section.
Um die Umfangssteifigkeit konstant zu halten, müssen die Flansche eine Breite von ca. 2 - 3 mal der Wandstärke haben. Dem steht entgegen, dass sie aus Gründen möglichst gleichförmigen thermischen Verhaltens sowie Reduktion der Baugrösse idealerweise nicht über die (Rotations-) Kontur des restlichen Gehäuses hervorragen sollten. Für diese gegensätzlichen Anforderungen, einerseits ausreichende Biegesteifigkeit in Umfangsrichtung und andererseits geringe radiale Erstreckung, lässt sich mit bisher bekannten Konstruktionsprinzipien nur schwer ein befriedigender Kompromiss finden.In order to keep the circumferential stiffness constant, the flanges must have a width of about 2 - 3 times the wall thickness. This is contradicted by the fact that they should ideally not protrude beyond the (rotational) contour of the rest of the housing for reasons of uniform thermal behavior as possible and reduction of the size. For these conflicting requirements, on the one hand sufficient bending stiffness in the circumferential direction and on the other hand small radial extent, can be difficult to find a satisfactory compromise with previously known design principles.
In dieser Beziehung stellen auch die verschiedenen bekannten Lösungen des Standes der Technik für alternative Verbindungsprinzipien von Gehäuseflanschen keine in dieser Hinsicht befriedigende Lösung dar, weil diese hauptsächlich das Ziel einer Vergrösserung der Schliesskräfte, teilweise um den Preis einer geringeren Umfangssteifigkeit und ohne Rücksicht auf den notwendigen Einbauraum haben.
So beschreibt
Ein alternativer Vorschlag mit einem ähnlichen Ziel ist Gegenstand der Schweizer Schrift
So describes
An alternative proposal with a similar purpose is the subject of Swiss writing
Insgesamt ist festzustellen, dass die hier vorgestellten Lösungen in erster Linie auf eine Abdichtung der Gehäuseschalen und die Erzeugung hoher Schliesskräfte gerichtet sind, die Problematik der Umfangssteifigkeit und Massenverteilung und der Gefahr einer asymmetrischen Deformation jedoch ausser Acht lassen.
Dies hat die zwangsläufige Folge, dass eine hohe Biegesteifigkeit in Umfangsrichtung bei möglichst gleichmässiger Massenverteilung im Flanschbereich zur Gewährleistung höchstmöglicher Rotationssymmetrie bei hoher mechanischer und thermischer Belastbarkeit nach diesen Lösungen nicht erreicht wird.Overall, it should be noted that the solutions presented here are directed primarily to a sealing of the housing shells and the generation of high closing forces, the problems of circumferential rigidity and mass distribution and the risk of asymmetric deformation but ignore.
This has the inevitable consequence that a high flexural rigidity in the circumferential direction with the most even mass distribution in the flange area to ensure the highest possible rotational symmetry at high mechanical and thermal capacity is not achieved by these solutions.
Aber gerade bei Turbomaschinen ist eine asymmetrische Deformation des Gehäuses problematisch, da das Gehäuse in der Regel dazu dient, Leitschaufeln und Dichtzonen für Laufschaufeln zu tragen. Durch eine asymmetrische Deformation des Gehäuses wird die Durchströmung der Turbomaschine gestört. Insbesondere können sich Radialspalte zwischen den Laufschaufeln und den gehäuseseitigen Dichtzonen sowie zwischen den Leitschaufeln und rotorseitigen Dichtzonen bilden bzw. vergrößern, was zu einer Umströmung der Schaufeln an deren Spitze führt. Der Wirkungsgrad einer Strömungsmaschine wird jedoch signifikant reduziert, wenn die energiereiche Strömung die Schaufeln an deren Spitze umströmt und dadurch keine Arbeit auf die jeweilige Schaufel überträgt.But asymmetric deformation of the housing is problematic, especially in turbomachinery, since the housing is typically used to support vanes and sealing zones for blades. By an asymmetric deformation of the housing, the flow through the turbomachine is disturbed. In particular, radial gaps between the blades and the housing-side sealing zones and between the guide vanes and rotor-side sealing zones can form or increase, which leads to a flow around the blades at the tip. However, the efficiency of a turbomachine is significantly reduced when the high-energy flow flows around the blades at the tip and thereby does not transfer any work to the respective blade.
Hier setzt die Erfindung an. Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, beschäftigt sich mit dem Problem, für ein Gehäuse der eingangs genannten Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die insbesondere die Formstabilität des Gehäuses signifikant verbessert, indem die Umfangssteifigkeit auch im Bereich der Trennebene nahezu konstant gleich dem Rest des Gehäuseumfangs ist, und wobei gleichzeitig die radiale Erstreckung im Bereich der Trennebene weitgehend der übrigen Rotationskontur des Gehäuses angepasst werden kann.This is where the invention starts. The invention, as characterized in the claims, deals with the problem of providing an improved embodiment for a housing of the type mentioned, in particular significantly improves the dimensional stability of the housing by the circumferential stiffness in the region of the parting plane almost constant equal to the Remainder of the housing periphery is, and at the same time the radial extent in the area the parting plane can be largely adapted to the rest of the rotational contour of the housing.
Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.According to the invention, this problem is solved by the subject matter of the independent claim. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, anstelle der jeweiligen insbesondere horizontalen Flansche wenigstens eine Brücke anzubringen, die sich senkrecht zur Trennebene erstreckt und die beiderseits der Trennebene jeweils in einem entsprechenden Brückenabschnitt sowohl mit der einen Gehäuseschale als auch mit der anderen Gehäuseschale fest und biegemomentsteif in Umfangsrichtung verbunden ist. Eine derartige Brücke bildet quer zur Trennebene einen Anker, der die beiden Gehäusehälften in der Trennebene aneinander anliegend fest miteinander verbindet. Dabei kann die mit Hilfe der Brücke erzielbare lokale Biegesteifigkeit an der Trennebene nahezu ideal gleich dem Rest des Umfangs gemacht werden. Zusätzlich kann erforderlichenfalls die Zugfestigkeit der Brücke durch eine entsprechende Dimensionierung und/oder zusätzliche Konstruktionselemente um ein Vielfaches größer sein als bei einer herkömmlichen Verschraubung, welche den Flansch senkrecht zur Trennebene durchdringt. Das wichtigste Merkmal ist jedoch die biegemomentsteife Verbindung in Umfangsrichtung bei gleichzeitiger Reduktion der radialen Erstreckung in der Trennebene.The invention is based on the general idea, instead of the respective particular horizontal flanges to attach at least one bridge, which extends perpendicular to the parting plane and the both sides of the parting plane in each case in a corresponding bridge portion both with one housing shell and with the other housing shell firmly and bending moment stiff in Circumferential direction is connected. Such a bridge forms transversely to the parting plane an anchor which connects the two housing halves in the parting plane adjacent to each other firmly together. In this case, the local bending stiffness achievable with the aid of the bridge at the parting plane can be made almost ideally equal to the remainder of the circumference. In addition, if necessary, the tensile strength of the bridge by a corresponding dimensioning and / or additional structural elements be many times greater than in a conventional screw which penetrates the flange perpendicular to the parting plane. However, the most important feature is the bending moment stiff connection in the circumferential direction while reducing the radial extent in the parting plane.
Die Brücke kann an einem der Brückenabschnitte oder an beiden Brückenabschnitten mit der jeweils zugehörigen Gehäusehälfte verschraubt oder andersartig verbunden sein. Mit Hilfe einer derartigen Verschraubung kann durch eine geeignete Auswahl der Schraubstellen hinsichtlich Positionierung und/oder Anzahl und/oder Dimensionierung eine besonders hohe Biegesteifigkeit und nötigenfalls auch Festigkeit für die jeweilige Verbindung zwischen der jeweiligen Gehäuseschale und dem jeweiligen Brückenabschnitt hergestellt werden.The bridge can be screwed or otherwise connected to the respectively associated housing half at one of the bridge sections or at both bridge sections. With the aid of such a screw connection, by means of a suitable selection of the screw locations with regard to positioning and / or number and / or dimensioning, a particularly high flexural rigidity and, if necessary, can be achieved also strength for the respective connection between the respective housing shell and the respective bridge section are produced.
Ebenso ist es grundsätzlich möglich, einen der beiden Brückenabschnitte in die zugehörige Gehäuseschale zu integrieren, das heißt, die Brücke bildet dann einen integralen Bestandteil der jeweiligen Gehäuseschale. Auf diese Weise ergibt sich besonders einfach eine feste Verbindung zwischen der Gehäuseschale und der daran integral bzw. einstückig oder einteilig ausgeformten Brücke, und es ist nur noch eine Seite der Brücke lösbar mit der anderen Gehäuseschale verbunden.Likewise, it is basically possible to integrate one of the two bridge sections in the associated housing shell, that is, the bridge then forms an integral part of the respective housing shell. In this way, a fixed connection between the housing shell and the bridge formed integrally thereon or integrally or in one piece is particularly simple, and only one side of the bridge is detachably connected to the other housing shell.
Zusätzlich oder alternativ kann zumindest einer der Brückenabschnitte über eine Formschlussverbindung mit der zugehörigen Gehäuseschale verbunden sein. Geeignete Formschlussverbindungen sind beispielsweise eine Schwalbenschwanz-Kupplung, eine Hammerkopf-Kupplung oder eine Klammer-Kupplung. Durch Formschluss lassen sich besonders hohe Momente und Kräfte direkt zwischen der Brücke und der jeweiligen Gehäuseschale übertragen, wobei grundsätzlich auf Schrauben zur Übertragung von Kräftepaaren von Umfangsmomenten und/oder Scherkräften zwischen der Brücke und der jeweiligen Gehäuseschale verzichtet werden kann.Additionally or alternatively, at least one of the bridge sections may be connected via a form-locking connection with the associated housing shell. Suitable form-fitting connections are, for example, a dovetail coupling, a hammerhead coupling or a clip coupling. By positive engagement, particularly high moments and forces can be transmitted directly between the bridge and the respective housing shell, which basically can be dispensed screws for transmitting pairs of forces of circumferential moments and / or shear forces between the bridge and the respective housing shell.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Gehäuses ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the housing according to the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen. Es zeigen, jeweils schematisch,
- Fig. 1 bis 9
- jeweils einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Gehäuse im Bereich der Trennebene der Gehäuseschalen bei unterschiedlichen Ausführungsformen.
- Fig. 1 to 9
- in each case a cross section through an inventive housing in the region of the parting plane of the housing shells in different embodiments.
Entsprechend den Fig. 1 bis 9 umfasst ein erfindungsgemäßes Gehäuse 1 eine erste Gehäuseschale 2 sowie eine zweite Gehäuseschale 3. Die beiden Gehäuseschalen 2, 3 liegen entlang einer Trennebene 4 aneinander an. Das Gehäuse 1 ist dabei das Gehäuse 1 einer Maschine, vorzugsweise einer Turbomaschine, wie zum Beispiel einer Turbine, einer Gasturbine, einer Dampfturbine, eines Kompressors oder eines Verdichters. Das Gehäuse 1 ist bei den hier gezeigten Ausführungsbeispielen rotationssymmetrisch geformt. Dies ist indes nicht obligatorisch. Die Anwendung dieser Erfindung auf andere Gehäuseformen oder Maschinentypen ist ebenso möglich. Im Betrieb der jeweiligen Maschine kann das Gehäuse 1 intern oder extern mit einem Überdruck belastet sein. Ebenso kann das Gehäuse 1 intern oder extern thermisch belastet sein. Dementsprechend sind die Gehäuseschalen 2, 3 starken Verformungskräften ausgesetzt.
Um die beiden Gehäuseschalen 2, 3 aneinander zu befestigen, ist im Bereich der Trennebene 4 zumindest eine Brücke 6 vorgesehen. Diese Brücke 6 ist aufgrund der oben genannten starken Belastungen des Gehäuses 1 ebenfalls besonders hohen Belastungen ausgesetzt. Die Brücke 6 kann sich grundsätzlich in axialer Richtung über die gesamte Länge des Gehäuses 1 erstrecken. Ebenso ist es möglich, mehrere solcher Brücken 6 in der Achsrichtung des Gehäuses 1 hintereinander anzuordnen. Des weiteren ist klar, dass das Gehäuse 1 in der diametral gegenüberliegenden Trennebene 4 ebenfalls zumindest eine solche Brücke 6 aufweisen kann.According to FIGS. 1 to 9, a
In order to fasten the two
Damit die Brücke 6 aufgrund der auftretenden Belastungen nicht zu einer unsymmetrischen Deformation des Gehäuses 1 führt, sollte sie im wesentlichen dieselben Festigkeits- und Steifigkeitswerte und insbesondere dieselben thermischen Eigenschaften (Masse, Wandstärke, radiale Erstreckung) wie der übrige Bereich der Gehäuseschalen 2, 3 aufweisen.
Diese Brücke 6 erstreckt sich senkrecht zur Trennebene 4 und ist so angeordnet, dass sie die Trennebene 4 durchdringt. Dementsprechend weist die Brücke 6 einen ersten Brückenabschnitt 7 auf, der sich auf derselben Seite der Trennebene 4 befindet wie die erste Gehäuseschale 2. Des weiteren weist die Brücke 6 einen zweiten Brückenabschnitt 8 auf, der sich wie die zweite Gehäuseschale 3 auf der anderen Seite der Trennebene 4 befindet. Der erste Brückenabschnitt 7 ist mit der ersten Gehäuseschale 2 fest verbunden. Der zweite Brückenabschnitt 8 ist mit der zweiten Gehäuseschale 3 fest verbunden.So that the
This
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 sind beide Brückenabschnitte 7 und 8 mit der zugehörigen Gehäuseschale 2, 3 verschraubt. Entsprechende Verschraubungen 9 sind in Fig. 1 strichpunktiert angedeutet. Die Anzahl und/oder Positionierung und/oder Dimensionierung der Verschraubungen 9 wird in Abhängigkeit der zu übertragenden Kräfte und Momente gewählt.In the embodiment according to FIG. 1, both
Um besonders hohe Momente und auch Kräfte zwischen der Brücke 6 und den Gehäuseschalen 2, 3 übertragen zu können, ist am jeweiligen Brückenabschnitt 7, 8 eine zugehörige Kontaktfläche vorgesehen, nämlich eine erste Kontaktfläche 10 am ersten Brückenabschnitt 7 und eine zweite Kontaktfläche 11 am zweiten Brückenabschnitt 8. Komplementär dazu weist die erste Gehäuseschale 2 eine erste Gegenkontaktfläche 12 auf, während die zweite Gehäuseschale 3 eine zweite Gegenkontaktfläche 13 besitzt. Im montierten Zustand liegen die Kontaktflächen 10, 11 an der jeweiligen Gegenkontaktfläche 12, 13 flächig an. Die Anbindung der Brücke 6 an die Gehäuseschalen 2, 3 erfolgt zweckmäßig so, dass die jeweilige Kontaktfläche 10, 11 gegen die jeweilige Gegenkontaktfläche 12, 13 angepresst ist. Erreicht wird dies bei der Variante gemäß Fig. 1 durch eine entsprechende Verspannung zwischen Brücke 6 und Gehäuseschalen 2, 3 senkrecht zu den Kontaktflächen 10, 11 bzw. Gegenkontaktflächen 12, 13, die mit Hilfe der Verschraubungen 9 erzeugt wird. Durch breite Kontaktflächen und vermehrt noch durch eine mehrreihige Anordnung der Verschraubung wird eine gute Übertragung von Umfangsmomenten auch schon bei relativ geringen Schraubenkräften erreicht. Durch die Verspannung ergibt sich zusätzlich eine Kraftübertragung zwischen den Kontaktflächen 10, 11 und den Gegenkontaktflächen 12, 13, also zwischen den Gehäuseschalen 2, 3 über die Brücke 6 durch Scherkräfte. Um die übertragbaren Scherkräfte zu erhöhen, kann es zweckmäßig sein, die Oberflächen der Kontaktflächen 10, 11 und/oder die Oberflächen der Gegenkontaktflächen 12, 13 mit einem erhöhten Reibungsbeiwert zu versehen. Beispielsweise können die Reibungsbeiwerte durch eine vergrößerte Rauhigkeit der jeweiligen Oberfläche erhöht werden.In order to be able to transfer particularly high moments and also forces between the
Bei der hier gezeigten Ausführungsform erstrecken sich die Kontaktflächen 10, 11 und die Gegenkontaktflächen 12, 13 in einer Ebene 14, die auf der Trennebene 4 steht. Bei der hier gezeigten Ausführungsform steht diese Ebene 14 senkrecht auf der Trennebene 4. Erfindungsgemäss mit eingeschlossen sind Ausführungsformen mit leicht schrägstehenden Kontaktflächen, insbesondere mit zur Symmetrieebene des Gehäuses spiegelbildlich schrägstehenden Kontaktflächen ähnlich einer Aushebeschräge, die insbesondere den Montage- und Demontagevorgang vereinfachen (Fig. 2a und 4a).In the embodiment shown here, the contact surfaces 10, 11 and the mating contact surfaces 12, 13 extend in a
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 sind die Gehäuseschalen 2, 3 im Bereich der Trennebene 4 außerdem mit einer weiteren Verschraubung direkt miteinander verbunden, was Vorteile bei Bearbeitung, Montage und im Betrieb bieten kann, insbesondere im Hinblick auf die Dichtigkeit der Gehäuseverbindung. Diese Verschraubung ist mit strichpunktierten Linien angedeutet und mit 15 bezeichnet. Dabei ist diese Verschraubung 15 in herkömmlicher Weise so angeordnet, dass sie die Trennebene 4, vorzugsweise senkrecht, durchdringt. Um radialen Einbauraum zu sparen und besonders, wenn die zusätzliche konventionelle Verschraubung nur der Bearbeitung oder Montage dient, können sich konventionelle Schrauben und die Brücken lokal hintereinander in axialer Richtung abwechseln.In the embodiment according to FIG. 1, the
Fig. 1 zeigt somit eine Ausführungsform, bei welcher die Brücke 6 mit vergleichsweise geringem Aufwand an einen im Grunde herkömmlich gestalteten Flanschbereich angebaut werden kann, um auf diese Weise die Steifigkeit des Flansches 5 erheblich zu verbessern. Eine derartige Ausführungsform ist insbesondere nachrüstfähig.Fig. 1 thus shows an embodiment in which the
Die Brücke 6 kann besonders einfach so dimensioniert werden, dass die damit übertragbaren Zugkräfte erheblich größer sind als Zugkräfte, die mittels konventioneller Verschraubungen übertragen werden können. Zusätzlich wird die Momentsteifigkeit erhöht. Gleichzeitig baut eine derartige Brücke 6 vergleichsweise kompakt, wodurch die Außenkontur des Gehäuses 1 hinsichtlich seiner Symmetrie nicht oder nur geringfügig gestört wird.The
Die Brücke 6 kann beispielsweise als Platte ausgestaltet sein. Ebenso ist es möglich, die Brücke 6 als Stab auszugestalten. Bei einer plattenförmigen Brücke 6 ist eine Längsabmessung der Brücke 6, die in der Trennebene 4 und in der Längsrichtung des Gehäuses 1 gemessen ist, größer als eine Querabmessung der Brücke 6, die quer zur Trennebene 4, also entlang der Ebene 14 gemessen ist. Eine plattenförmige Brücke 6 lässt sich durch eine entsprechende Anzahl von Verschraubungen 9 mit hinreichender Festigkeit an den Gehäuseschalen 2, 3 verankern. Im Unterschied dazu ist bei einer stabförmigen Brücke 6 die Längsabmessung der Brücke 6 jedenfalls kleiner als die Querabmessung der Brücke 6. Vorzugsweise liegt die Längsabmessung der Brücke 6 bei einer stabförmigen Brücke 6 im Bereich einer Dicke, die in der Trennebene 4 und quer zur Längsrichtung des Gehäuses 1 gemessen ist.The
Entsprechend Fig. 2 erhält man eine andere, vorteilhafte Ausführungsform, wenn die Lage der Ebene 14 so gewählt wird, dass sich die Brücke 6 vollständig oder nahezu vollständig innerhalb der rotationssymmetrischen Außenkontur 16 des Gehäuses 1 befindet. Um diese Formintegration der Brücke 6 zu erreichen, ist an den beiden Gehäuseschalen 2, 3 eine entsprechende Aussparung 20 ausgebildet, in welche die Brücke 6 mit ihren Brückenabschnitten 7, 8 eingesetzt ist. Die Kontakt- bzw. Gegenkontaktflächen 10, 11 bzw. 12, 13 liegen bei Fig. 2 alle in einer Ebene, was für die Bearbeitung von Vorteil sein kann, jedoch bei grossen Gehäuseradien relativ grosse Brücken 6 bedeutet. Alternativ kann in derartigen Fällen die Grösse der Brücke 6 auf das für die Moment- und Kraftübertragung erforderliche Mass reduziert werden, indem gemäss Fig. 2a die Kontakt- bzw. Gegenkontaktflächen 10, 11 bzw. 12, 13 nicht mehr in einer Ebene belassen werden. Entweder können die Kontaktflächen zwar eben bleiben, jedoch in Form eines stumpfen Keils angeordnet sein oder sonst irgendeine mathematisch stetige oder auch unstetige Kurvenform beschreiben,wie beispielsweise einen Kreisbogen.According to FIG. 2, another advantageous embodiment is obtained when the position of the
Vorzugsweise erfolgt die Auslegung der Brücke 6 so, dass sich im Querschnitt des Gehäuses 1 in der Umfangsrichtung des Gehäuses 1 über den Bereich der Trennebene 4 hinweg eine im wesentlichen konstante Massenverteilung ergibt. Auf diese Weise besitzt das Gehäuse eine weitgehend konstante Biegesteifigkeit und darüber hinaus im wesentlichen dieselben thermischen Eigenschaften über den gesamten Umfang, wodurch bei den im Betrieb der Maschine auftretenden Belastungen eine symmetrische Verformung des Gehäuses 1 besonders einfach erreicht wird.The design of the
Während Fig. 1 eine solche Ausführungsform der Erfindung wiedergibt, bei welcher die Brücke 6 an ein Gehäuse mit einem im Grunde herkömmlich gestalteten Flanschbereich 5 angebaut werden kann, zeigen die Varianten gemäß Fig. 2 und Fig. 2a sowie alle folgenden Varianten erfindungsgemässe, von gängigen Konstruktionen nach dem Stand der Technik sehr abweichende Gehäusebauarten.While Fig. 1 shows such an embodiment of the invention, in which the
Fig. 3 zeigt eine der Fig. 2 sehr ähnliche Ausführungsform, bei der jedoch die Brücke 6 nicht vollständig in die Außenkontur 16 des Gehäuses 1 integriert ist, sondern geringfügig in radialer Richtung über die Gehäusekontur 16 vorsteht. Dadurch wird etwas mehr radialer Raum zu einer optimalen Anordnung der Verschraubung und einer weiteren Optimierung des Biegesteifigkeitsverlaufs gewonnen auf Kosten eines etwas grösseren Einbauraums und eines geringfügig verschlechterten thermischen Verhaltens.FIG. 3 shows a very similar embodiment to FIG. 2, in which, however, the
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 bildet der zweite Brückenabschnitt 8 der Brücke 6 einen integralen Bestandteil der zweiten Gehäuseschale 3. Das heißt, die Brücke 6 bildet bei dieser Ausführungsform kein separates Bauteil, sondern ist einteilig oder einstückig an einer der Gehäuseschalen 2 oder 3, hier an der zweiten Gehäuseschale 3, ausgeformt.
Ähnlich wie in Fig. 2a kann auch bei der in eine der Gehäuseschalen 2 oder 3 integrierten Brücke 6 die Kontaktfläche gemäss Fig. 4a schräg oder kurvenförmig ausgeführt sein.In the embodiment according to FIG. 4, the
Similar to FIG. 2 a, the contact surface according to FIG. 4 a can also be oblique or curved in the case of the
Bei den Ausführungsformen der Fig. 5 bis 8 sind Formschlussverbindungen 17 vorgesehen, mit deren Hilfe die jeweiligen Brückenabschnitte 7, 8 mit den zugehörigen Gehäuseschalen 2, 3 fest verbunden sind. Dabei sind diese Formschlussverbindungen 17 jeweils so ausgestaltet, dass sie die beiden Gehäuseschalen 2, 3 entlang der Trennebene 4 aneinander anliegend fixieren. Das heißt, die Formschlussverbindungen 17 verhindern eine Relativbewegung zwischen den beiden Gehäuseschalen 2, 3 quer zur Trennebene 4.
Solche zusätzlichen Formschlussverbindungen 17 sind von Vorteil, wenn neben den Umfangsmomenten auch noch hohe Kräfte zu übertragen sind. Insbesondere erlauben sie, die Verschraubung nur entsprechend der Momentübertragung zu dimensionieren - was wegen der relativ grössen Höhe der Kontaktflächen und damit grossen Schraubenabstände meist nur relativ kleine Bolzen erfordert - ohne Zuschläge wegen zusätzlicher Scherbelastung der Schrauben berücksichtigen zu müssen.In the embodiments of FIGS. 5 to 8 form-fitting
Such additional form-locking
Im einzelnen handelt es sich bei der in Fig. 5 gezeigten Variante um eine Formschlussverbindung 17, die eine Klammer-Kupplung darstellt. Diese Klammer-Kupplung hat den Vorteil, dass sie bezüglich der Längsrichtung des Gehäuses 1 radial montierbar ist. Dabei übergreifen Endabschnitte 18 der Brücke 6 Endabschnitte 19 der Gehäuseschalen 2, 3.In detail, the variant shown in FIG. 5 is a form-locking
Bei der Variante gemäß Fig. 6 ist die Formschlussverbindung 17 nach Art einer Schwalbenschwanz-Kupplung ausgestaltet, wobei hier die Endabschnitte 18 der Brücke 6 ebenfalls komplementäre Endabschnitte 19 der Gehäuseschalen 2, 3 hintergreifen. Die in Fig. 6 gezeigte Brücke 6 muss bezüglich der Längsrichtung des Gehäuses 1 axial montiert werden.In the variant according to FIG. 6, the form-locking
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7 ist die Formschlussverbindung 17 nach Art einer Hammerkopf-Kupplung ausgestaltet. Auch hier bilden die Endabschnitte 19 der Gehäuseschalen 2, 3 wie bei der Variante gemäß Fig. 6 Hinterschnitte, welche die Endabschnitte 18 der Brücke 6 hintergreifen. Auch hier ist die Brücke 6 axial montierbar.
Die Verschraubungen 9 könnten bei dieser Art Formschlussverbindung 17 grundsätzlich entfallen oder weiter reduziert werden, wenn man entweder die Formschlussverbindung etwa in die Mitte der jeweiligen Kontaktflächen legt, damit das Moment durch die flächige Abstützung zu beiden Seiten übertragen werden kann, oder indem man an ihrer Stelle jeweils eine zweite Reihe solcher Verbindungen näher an der Trennebene 4 anordnet, damit auch die Kräftepaare aus den Umfangsmomenten durch geeignete Fromschlussverbindungen in radialer Richtung über die Kontaktflächen übertragen werden können (Fig. 7a).In the embodiment of FIG. 7, the
The
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 8 ist die Formschlussverbindung 17 durch Scherkräfte übertragende Formschlusskonturen an den Kontaktflächen 10, 11 und an den Gegenkontaktflächen 12, 13 gebildet. Ein Detail A zeigt dabei eine Variante, bei welcher diese Formschlusskonturen eine Art Verzahnung bilden, wobei die jeweilige Kontaktfläche 10 mit axialen Zahnreihen versehen ist, die in komplementäre Zahnreihen eingreifen, die an der Gegenkontaktfläche 12 ausgebildet sind. Im Unterschied dazu zeigt das Detail B eine andere Ausführungsform, bei welcher die Formschlusskonturen wellenförmig gestaltet sind. Die jeweilige Kontaktfläche 11 weist dabei eine Vielzahl von Wellen auf, die sich im wesentlichen axial erstrecken und die in dazu komplementäre Wellen eingreifen, die an der zugehörigen Gegenkontaktfläche 13 ausgebildet sind. Bei dieser Ausführungsform sind die Verschraubungen 9 erforderlich, um die Kontaktflächen 10, 11 gegen die Gegenkontaktflächen 12, 13 zu verspannen.In the embodiment according to FIG. 8, the form-locking
Dabei ist klar, dass die in Fig. 8 gezeigten Ausführungsformen der Formschlusskonturen rein exemplarisch sind, so dass grundsätzlich auch andere geeignete Formschlusskonturen zur Anwendung kommen können.It is clear that the embodiments of the form-fitting contours shown in Fig. 8 are purely exemplary, so that in principle other suitable form-fitting contours can be used.
Während bei den Ausführungsformen der Fig. 1 bis 8 die Kontaktflächen 10, 11 und die Gegenkontaktflächen 12, 13 jeweils in der Ebene 14 liegen, zeigt Fig. 9 eine Ausführungsform, bei welcher die Kontaktflächen 10, 11 und die Gegenkontaktflächen 12, 13 einen gekrümmten Verlauf aufweisen und sich dementsprechend entlang einer Krümmung erstrecken. Diese Krümmung ist zum Inneren des Gehäuses 1 hin konkav. Vorzugsweise erstreckt sich diese Krümmung koaxial zu einer Krümmung der Gehäuseschalen 2, 3, also koaxial zu einer Krümmung des Gehäuses 1 im Bereich der Trennebebe 4. Wie bei der Variante gemäß Fig. 2 ist auch bei der Ausführungsform gemäß Fig. 9 an den Gehäuseschalen 2, 3 eine Aussparung 20 vorgesehen, in welche die Brücke 6 eingesetzt ist. Im vorliegenden Fall sind Brücke 6 und Aussparung 20 außerdem so aufeinander abgestimmt, dass die Brücke 6 in der Aussparung versenkt angeordnet ist und insbesondere innerhalb der Außenkontur 16 des Gehäuses 1 verläuft.While in the embodiments of Figs. 1 to 8, the contact surfaces 10, 11 and the mating contact surfaces 12, 13 are each in the
Die hier dargestellten Ausführungsformen sind rein exemplarisch und somit ohne Beschränkung der Allgemeinheit. So fallen andere als rotationssymmetrische Gehäusebauarten ebenso unter die Erfindung. Auch sind solche Bauarten mit einer horizontalen Trennebene und dazu senkrecht, also vertikal, angeordneten Brücken zwar eine sehr häufige Ausführungsform, indes ist jede andere räumliche Ausrichtung ebenso möglich, beispiesweise eine vertikale Trennebene und horizontale Brücken.
Des weiteren versteht es sich von selbst, dass einzelne Merkmale der einen Ausführungsformen mit Merkmalen der anderen Ausführungsformen kombinierbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind die mit Bezug auf Fig. 1 erläuterten zusätzlichen Merkmale, wie weitere Verschraubung 15, erhöhte Reibungsbeiwerte in den Kontaktflächen 10, 11 und Gegenkontaktflächen 12, 13, Formgebung der Brücke 6, Positionierung, Dimensionierung und Anzahl der Verschraubungen 9, ohne weiteres auf die anderen Ausführungsformen übertragbar.
Insbesondere lassen sich die unterschiedlichen Formschlussverbindungen 17 und die Verschraubungen 9 kombinieren. Beispielsweise kann der eine Brückenabschnitt 7, 8 mit einer ersten Formschlussverbindung 17 versehen sein, während der andere Brückenabschnitt 8 oder 7 mit einer zweiten Formschlussverbindung 17 oder nur mit Verschraubungen 9 an der jeweiligen Gehäuseschale 2, 3 befestigt ist.The embodiments shown here are purely exemplary and thus without limitation of generality. Thus fall other than rotationally symmetrical housing designs as well under the invention. Although such designs with a horizontal parting plane and vertical, so vertical, arranged bridges, although a very common embodiment, while any other spatial orientation is also possible, for example, a vertical parting line and horizontal bridges.
Furthermore, it goes without saying that individual features of one embodiment can be combined with features of the other embodiments, without departing from the scope of the invention. In particular, the additional features explained with reference to FIG. 1, such as
In particular, the different form-locking
- 11
- Gehäusecasing
- 22
- erste Gehäuseschalefirst housing shell
- 33
- zweite Gehäuseschalesecond housing shell
- 44
- Trennebeneparting plane
- 55
- Flanschflange
- 66
- Brückebridge
- 77
- erster Brückenabschnittfirst bridge section
- 88th
- zweiter Brückenabschnittsecond bridge section
- 99
- Verschraubungscrew
- 1010
- erste Kontaktflächefirst contact surface
- 1111
- zweite Kontaktflächesecond contact surface
- 1212
- erste Gegenkontaktflächefirst mating contact surface
- 1313
- zweite Gegenkontaktflächesecond mating contact surface
- 1414
- Ebenelevel
- 1515
- Verschraubungscrew
- 1616
- Außenkonturouter contour
- 1717
- FormschlussverbindungPositive connection
- 1818
- Endabschnitt von 6End section of 6
- 1919
- Endabschnitt von 2 bzw. 3End section of 2 or 3
- 2020
- Aussparungrecess
Claims (10)
mit einer ersten Gehäuseschale (2), die entlang einer Trennebene (4) an einer zweiten Gehäuseschale (3) anliegt, und wobei die beiden Gehäuseschalen (2, 3) im Bereich der Trennebene (4) aneinander befestigt sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass im Bereich der Trennebene (4) zumindest eine Brücke (6) angeordnet ist, die sich quer zur Trennebene (4) erstreckt und die auf der einen Seite der Trennebene (4) in einem ersten Brückenabschnitt (7) mit der ersten Gehäuseschale (2) und auf der anderen Seite der Trennebene (4) in einem zweiten Brückenabschnitt (8) mit der zweiten Gehäuseschale (3) fest verbunden ist.Housing for a machine, in particular for a turbomachine,
with a first housing shell (2) which bears against a second housing shell (3) along a parting plane (4), and wherein the two housing shell (2, 3) are fastened to one another in the region of the parting plane (4),
characterized,
in that at least one bridge (6) is arranged in the region of the separating plane (4), which extends transversely to the dividing plane (4) and which is connected to the first housing shell (2) on one side of the dividing plane (4) in a first bridge section (7) ) and on the other side of the parting plane (4) in a second bridge portion (8) with the second housing shell (3) is firmly connected.
dadurch gekennzeichnet,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest an einem der Brückenabschnitte (7, 8) eine Kontaktfläche (10, 11) ausgebildet ist, mit welcher der Brückenabschnitt (7, 8) an einer Gegenkontaktfläche (12, 13) flächig anliegt, die an der zugehörigen Gehäuseschale (2, 3) ausgebildet ist.Housing according to claim 1 or 2,
characterized,
that is formed on at least one of the bridge sections (7, 8) has a contact surface (10, 11) with which the bridge portion (7, 8) against an opposite contact surface (12, 13) lies flat, which at the associated housing shell (2, 3 ) is trained.
dadurch gekennzeichnet,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,
dass die beiden Gehäuseschalen (2, 3) im Bereich der Trennebene (4) ausschließlich über die jeweilige Brücke (6) aneinander befestigt sind.Housing according to one of claims 1 to 4,
characterized,
that the two housing shells (2, 3) in the region of the parting plane (4) are fastened to one another exclusively via the respective bridge (6).
dadurch gekennzeichnet,
dass die Gehäuseschalen (2, 3) im Bereich der Trennebene (4) zusätzlich direkt miteinander verschraubt sind.Housing according to one of claims 1 to 4,
characterized,
that the housing shells (2, 3) in the region of the parting plane (4) are additionally bolted directly together.
dadurch gekennzeichnet,
dass die jeweilige Verschraubung (15) die Trennebene (4) durchdringt.Housing according to claim 6,
characterized,
that the respective screw (15) penetrates the parting plane (4).
dadurch gekennzeichnet,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Gehäuseschalen (2,3) im Bereich der Trennebene (4) und die jeweilige Brücke (6) so ausgelegt sind, dass sich über den gesamten Gehäuseumfang hinweg eine wenigstens annähernd konstante Massenverteilung ergibt.Housing according to one of claims 1 to 9,
characterized,
that the housing shells (2,3) are designed in the region of the parting plane (4) and the respective bridge (6) so that over the entire casing circumference thereof an at least approximately constant mass distribution results.
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