Am Maschinenständer befestigte Achslager-Tragvorriehtung für mit heissem Arbeitsmittel betriebene umlaufende Maschinen, insbesondere Gas- oder Dampfturbinen. Bei Dampf- oder Gasturbinen können die die Lagergehäuse tragenden speicherartigen Tragteile, falls sie am Turbinengehäuse oder an einem mit diesem zusammenhängenden Bauteil, im allgemeinen am Ständer der Ma- #;chine, befestigt sind, auch selbst in beträcht lichem Masse erwärmt werden.
Der Grund hierfür liegt im überwiegenden Teil der prak tischen. Ausführungen in der '\Vä.rmeauf- nahme vom Ständer zufolge Wärmeleitung und eventuell in der unmittelbaren Berüh- rung der Tragteile mit dem heissen Arbeits- mi.ttel, fall, die bauliche Lösung, zwecks Be- 1'riedigu.ng besonderer Anordnungs- oder Be- triebsriieksichten, so beschaffen ist,
dass die Tragteile des Lagergehäuses teils im Ar- heitsmittelstrom untergebracht sind. Dies hat zur Folge, dass die Tragteile, im Gegensatz zur scheinbar eaifachsten baulichen Lösung, zwischen dem Lagergehäuse und dem Stän der nicht in radialer Richtung angeordnet werden dürfen, da in diesen Tragteilen derart nrossc# Wärmespannungen auftreten können, class dadurch die Betriebssiolierheit gefährdet wird, eveiii.uell sogar Brüche verursacht wer (len.
Diese Gefahr kann auch dadurch nicht atifgelioben werden, dass die Temperatur der Trag=teile des Gehäuses durch besondere Küh- hing niedrig gehalten wird, :da der warme Stü.nder der ATaschine sich im Vergleich zum verhältnismässig kalten Lagergehäuse auch irr dieaem Falle ausdehnt und die für die Konstruktion schädlichen Wärmespannungen erzeugt.
Bisherige Lösungen, welche auf die Beseitigung dieses Mangels abzielten, sind in der Richtung quer zur Lagerung nicht be friedigend steif, so dass keine andere verläss liche Lösungsmöglichkeit bekannt war, als die Lagerung vom Ständer unabhängig zu unterstützen, was jedoch mit einem uner wünschten baulichen Mehraufwand verbun den war.
Diese Schwierigkeiten werden bei der am Maschinenständer befestigten, erfindungsge mässen Achslager-Tragvorrichtung dadurch behoben, dass der Maschinenständer und das Achslager miteinander mittels mindestens drei speichenartiger Tragteile verbunden sind, welche um die Drehachse derart ange ordnet sind, dass bei einer ideellen Verdrehung eines Tragteils dieser mit jedem andern Trag teil zur Deckung kommt,
wobei die am Ma schinenständer liegenden äussern Verbin dungspunkte gegen die am Lagergehäuse zu gehörigen innern Verbindungspunkte im Kreise derart verschoben sind, dass bei Wärmeausdehnung eine Verdrehung des La gergehäuses ohne Verschiebung des Zentrums ermöglicht wild.
Diese Anordnung, welche bei entsrechen- der Verteilung der Tragteile natürlich im stande ist, radiale Kräfte aufzunehmen, hat die Wirkung, dass bei einer geringen Ver drehung des Lagergehäuses in der Umfangs- richtung die Wärmeausdehnungen, im allge meinen die Verschiebungen der am Lager gehäuse befindlichen innern Verbindungs- punkte der Tragteile, in von der jeweiligen Lösung abhängigem kleinerem oder grösserem Masse, in zweckmässigen Lösungen theoretisch eventuell auch vollkommen frei, zustande kommen können.
Die erwähnte Verdrehung des Lagergehäuses ist bezüglich der Güte und der Genauigkeit der Lagerung, falls die zentrische Lage derselben nicht geändert wird, vollkommen belanglos.
Die Verbindung der Tragteile z. B. mit dem Ständer und mit dem Lagergehäuse kann starr, gelenkig oder an einem Ende starr und am andern Ende gelenkig sein, wobei zur Sicherung der zentrischen Läge und der Aufnahme von radialen Kraftwir kungen die oben erwähnte Bedingung bereits hinreichend ist; aus praktischen Rücksich ten ist jedoch auch noch die gleichmässige Verteilung der Tragteile um -die Drehungs achse erwünscht.
Verschiedene Ausführungsbeispiele des i Erfindungsgegenstandes sind auf der beilie genden Zeichnung ersichtlich. Hierin bezie hen sich die Fig. 1-3 auf eine Ausführung mit starrer Verbindung, die Fig. 4 und 5 dagegen auf eine Ausführung mit gelenki ger Verbindung der Trägerenden.
In Fig. 1 is.t eine axial durchströmte Gas turbine dargestellt, deren Eintritsstutzen und Auslassanschluss mit 1 bzw. 2 bezeichnet sind. Der Turbinenläufer 3 dreht sich im i Turbinengehäuse 4; die umlaufenden und die stehenden Schaufelkränze 5 bzw. 6, deren Schaufeln auf dem Läufer bzw. in dem Tur binengehäuse montiert sind, sind im Arbeits raum der Turbine untergebracht.
Vom Läu- i fer 3 wird die in den Lagern 7, 7' gelagerte Welle angetrieben; das Lager 7 ist ausser halb des Turbinengehäuses beim Eintritts stutzen 1 und das Lager 7' im Aus.lassan- sehluss angeordnet, so dass es im Gasstrom liegt.
Das Lager 7 ist mittels der nach Art von Tragspeichen ausgebildeten Tragteile 8 am Tragring 10 des Turbinengehäuses be- festigt; diese Tragspeichen sind, wie die Vorderansicht des Lagers 7 in Fig. 2 zeigt, mit dem Lagergehäuse und mit dem Ring 10 in einem Stück gegossen; sie sind also so wohl bei ihren innern Enden mit dem Lager gehäuse als auch bei ihren äussern Enden mit. dem Tragring starr verbunden.
Die Trag speichen 8, welche sich am Umfang des La- gergehäiis@es in tangentialer Richtung an schliessen, sind in der Umfangsrichtung gleichmässig verteilt und so angeordnet, dal bei einer ideellen Verdrehung eines Tragteils dieser mit jedem andern Tragteil zur Dek- kung kommt. Zufolge dieser Anordnung ist.
es klar, dass im Falle gleicher Erwärmung, das heisst gleicher Wärmeausdehnung der Tragspeichen bzw. des Turbinengehäuses, das Lagergehäuse sich in bezug auf den Tragring 10 im greis verdrehen kann, ohne seine zen trische Lage zu ändern. Der tangentiale An schluss der Speichen am Umfange des: Lager gehäuses bewirkt, dass die Verdrehung des Lagergehäuses., bei freier Wärmeausdehnung ,der Speichen, mit minimaler Biegungsbean- sprnchung stattfindet.
Bei nicht tangentialem Anschluss am Umfang de Lagergehäuses kann eine derartige Beanspruchung um so mehr zunehmen, je grösser die Abweichung vom Anschluss in tangentialer Richtung ist; hierdurch wird jedoch die zentrische Lage und die Widerstandsfähigkeit der Lagerung gegenüber radialen Kraftwirkungen nicht be einflusst.
Das Lagergehäuse 7' ist gemäss Fig. 3 ixi gleicher Weise, das heisst mit Hilfe von sich am Umfang des Lagers unter gleichmässiger Winkelteilung tangential anschliessenden Speichen 8' mit dem Gehäuseteil 11 des Aus lassanschlusses verbunden; die Speichen 8' sind an der Führungshaube 12 durch ent sprechende Ausschnitte 13 durchgeführt. Die Speichen 8' liegen in diesem Falle zwischen Gehäuseteil 11 und Führungshaube 12 im heissen Arbeitsmittelstrom.
Die Lager 7 und 7' sind beim dargestell ten Ausführungsbeispiel mittels Kühlflüssig heit gekühlt, zu deren Zu- und Abfuhr die Rohrleitungen 14, 15 bzw. 16, 17 dienen. In Fig. 4 und 3 ist nur die Tragvorrich- 1 mig ohne. die ganze Turbine dargestellt.
Die @''c-rbindung des Lagergehäuses 7 mit dem Tragrin-, 1.0 findet in diesem Falle. in Ge lenkpunkten 18 und 19 mit Hilfe der an bei den Enden gelenkig ausgebildeten Tragteile ta.tt, und das Lagergehäuse selbst ist aueli hier mit Kühlflüssigkeit gekühlt.
Aus Fi-. 4 ist ohne weiteres unmittelbar ver- ;iändlich, dass bei einer derartigen gelenki- .91n Ausbildung die Wärmeausdehnung der Tragteile 20 oder des:
Ständers in jedem 1! alle, also selbst dann ohne Biegungsmoment ollkommen frei zustande kommen kann, wenn die L'ängsriehtung der Tragteile zu dflin durch die Gelenkpunkte 19 gelegten Krem nicht ta.ngentia.l ist, von der radialen Richtung aber natürlich abweicht.
Die Ausführungsformen gemäss Fig. \? und 4 können auch so kombiniert werden, dass die Tragteile 20 entweder am Tragring 1 0 oder am Lagergehäuse in der in Fig. 2 c@r;ichilielien Weise starr befestigt, sind.
In solchen Fällen ist es zwecks möglicher Her- a 6;etziing der aus Biegungsmomenten stam- inenden Beanspruchungen gleichfalls vorteil haft, die Richtungen der Tragteile tangen- tial zum Umfang des Lagergehäuses, bzw. zuni durch die Verbindungspunkte desselben g,-hgt:en Kreis zu wählen.
Die Tragteile sind zwar in den Beispie len gemäss Fig. 1 und 4 im Kreis gleichmässig vtkrtc il,; dies ist aber, wie erwähnt, bloss eine Vorteilhafte, jedoch keine unbedingt notwen- di < -r, Anordnung.
Werden zumindest drei um dii- Drehachse angeordnete, Tragteile voraus sr,tzt, welche in eingedrehter Lage nach rinrr ideellen Verdrehung zur Deckung kom- nien, aber nicht radial liegen, und beachtet man,<B>da</B> ss die Verbindungspunkte derselben mit:
dem Lagergehäuse ein starres Sy- ;tc#m. von konstantem gegenseitigem Abstand beziehungsweise unveränderlicher relativer Lage bilden, so ist 1'eicht einzusehen, dass diese Verbindungspunkte, welche auf einem Kreis um die Drehungsachse liegen, auch nach einer Bleichgrossen Längen- oder sonstigen Lagenänderung der Tragteile zu folge Wärmeausdehnung auf dem Kreis um die Drehungsachse bleiben werden, auf die sem Kreis also sich im gleichen Sinne, gleich mässig verschieben müssen.
Die Verteilung der Tragteile um die Drehungsachse kann also, besonders bei Verwendung gelenkiger Tragteile, gründsä.tzlich auch verschieden sein; die. gleichmässige Verteilung ist aber aus dem Grunde vorzuziehen, weil derartige Formen gegenüber denen mit nieht gleich mässiger Verteilung keine baulichen oder an dere Schwierigkeiten besitzen; es können in dieser Beziehung eher Erleichterungen er wartet werden.
Die eventuelle starre Verbindung der Endpunkte der Tragteile kann am Ständer der Maschine oder an einem mit diesem zu sammenmontierten Bauteil und am Lager gehäuse im Sinne der obigen Ausführungen auch so vorgesehen werden, dass diese Trag teile als gesonderte Stücke hergestellt wer den, welche mit dem Ständer bzw. mit dem Lagergehäuse an entsprechenden Passstell'en derselben mittels Schrauben und dergleichen verbunden sind.
Die Tragteile könnten in jedem Ausfüh rungsfalle auch mässig gekrümmt ein; ge rade Tragteile, so wie sie auch dargestellt sind, sind jedoch vorzuziehen.