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Einstückiges Laufrad, insbesondere für schnellaufende Scleudergebläse und Verfahren zu seiner Herstellung.
Will man insbesondere bei schnellaufenden Sehleudergebläsen eine möglichst grosse Drucksteigerung in jedem Laufrad erzielen, so sind grosse Umfangsgeschwindigkeiten erforderlich. Die in üblicher Weise benutzten gekrümmten Laufradschaufeln erfahren dabei infolge der Fliehkräfte, die die Schaufeln in die radiale Richtung zu biegen suchen, so hohe Beanspruchungen, dass eine genügende Betriebssicherheit hiermit nicht mehr erreichbar ist. Man hat deshalb die Laufräder solcher schnellaufenden Verdichter
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stehenden Seitenwänden arbeiten und es ist ein sehr genaues Einpassen des Rades zwischen diesen Wänden erforderlich, damit einerseits die Spaltverluste möglichst klein bleiben und anderseits ein bei den hohen Umlaufgeschwindigkeiten zu sofortiger Zerstörung des Laufrades führendes Anstreifen mit Sicherheit vermieden wird.
Da diese Schaufeln an der Austrittsstelle (am Radumfang) naturgemäss viel weiter auseinander stehen als an der Eintrittsstelle (in der Nähe der Achse), so ergibt sich auch eine schlechte Luftführung im Rad ; ausserdem neigen die flachen elastischen Schaufeln zu Schwingungen, die zu unruhigem Lauf und unter Umständen zu Schaufelbrüchen Veranlassung geben können.
Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung der Laufräder solcher Verdichter namentlich in der Richtung, dass die Luftführung im Laufrad günstiger und die Schwingungsgefahr weitgehend vermindert wird. Erreicht wird dies dadurch, dass bei dem aus einem Stück bestehenden Laufrad von einem hohlen, dem Lufteintritt dienenden und radial stehende Schaufeln aufweisenden Nabenkörper an Stelle einzelner Schaufeln radial sich erstreckende Kanäle ausgehen, zweckmässig derart, dass immer die Zusammenstossstelle zweier Kanäle an eine Nabenschaufel anschliesst, so dass die auf diese Kanäle einwirkenden Fliehkräfte unmittelbar über diese Nabenschaufeln nach der Radmitte weitergeleitet werden. Die Wandungen der Kanäle werden vorteilhaft von der Anschlussstelle an der Nabe nach aussen hin stetig dünner, in der Weise, dass überall gleiche Fliehkraftbeanspruchung herrscht.
Derartige radial nach aussen gerichtete Kanäle erfahren-ebenso wie die bekannten radialen Schaufeln-infolge der Fliehkraftwirkung im wesentlichen nur eine reine Zugbeanspruchung, die sich demgemäss mit grosser Zuverlässigkeit berechnen lässt. Weiter hin wird der Vorteil gewonnen, dass die Luft innerhalb des Laufrades durch diesen Kanal viel besser geführt wird als zwischen einzelnen, radial auseinander strebenden Schaufeln ; auch können nicht schon innerhalb des Laufrades Spaltverluste eintreten. Endlich sind diese rohrförmigen Schaufeln verhältnismässig starr, so dass die Schwingungsgefahr praktisch völlig vermieden ist.
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes, u. zw. ist Fig. 1 ein Schnitt längs der Achse nach der Schnittl, inie 1-1 der Fig. 2 und Fig. 2 eine Vorderansicht, teilweise geschnitten nach der Schnittlinie 11-il der Fig. 1, Fig. 3 ein Teilschnitt nach der Linie 111-111 der Fig. 2.
Das einstückige Laufrad besitzt eine Nabe 1, an die radiale Wände oder Schaufeln 3 angeschlossen sind, die bis zu einem die Eintrittsöffnungen aussen begrenzenden Ring 4 reichen. Die Räume zwischen diesen Schaufeln 3 sind nach der einen Seite durch eine nach aussen allmählich dünner werdende Quer-
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wand 2 abgeschlossen,. nach der andern Seite offen. In radialer Richtung setzen sich diese Räume von dem Ring 4 an als ringsum von den Wänden 5,6, 7, 8 begrenzte, radial verlaufende Kanäle fort, deren Wandungen von der Wurzel nach aussen hin entsprechend der Beanspruchung durch die Fliehkraft stetig dünner werden und deren Durchflussquerschnitt im äusseren Laufradteil über die ganze Länge gleich bleibt.
Der Querschnitt dieser Kanäle ist zweckmässig rechteckig ; ihre Seitenwände 5, 7 können dann die unmittelbare, gabelförmige Fortsetzung der Schaufeln 3, ihre Hinterwand 8 die Fortsetzung der Querwand 2 und ihre Vorderwand 6 die Fortsetzung des Ringes 4 nach aussen hin bilden, wodurch die auf die einzelnen Kanäle entfallenden Fliehkräfte in besonders günstiger Weise aufgenommen werden. Ausserdem ergibt sich der Vorteil, dass eine den auftretenden Kräften genau angepasste Formgestaltung der Wandungen solcher Kanäle sieh werkstatteclmisch leicht ausführen lässt.
Es kann bei einem solchen Laufrad auch beiderseitiger Eintritt vorgesehen sein. Die Querwand 2 fällt dann entweder ganz fort oder sie rückt in die Mitte des Radquerschnittes. Im letzteren Falle kann sie entweder an der Kanalwurzel endigen oder sich ein Stück weit oder auch über die ganze Kanallänge in die Kanäle hinein fortsetzen.
Die Herstellung eines solchen Laufrades (für das nur noch zugfester, also nicht durch Giessen, sondern nur durch Spanabnehmen umzuformender Werkstoff in Frage kommt) kann trotz seiner zunächst ziemlich verwickelt erscheinenden Gestaltung auf verhältnismässig einfache Weise erfolgen. Es werden in eine gemäss den Umrisslinien des Laufrades gedrehte Scheibe vom äusseren Umfange her radial verlaufende Vierkantlöcher (z. B. mittels Vierkantloch-Bohrers) eingearbeitet. Dann werden die für den Lufteintritt vorzusehenden Räume zwischen den radial verlaufenden Schaufeln 3 mittels Fingerfräsers ausgearbeitet und schliesslich werden noch die zwischen den einzelnen Radialkanälen liegenden sektorförmigen Teile 10 bis auf das für die Kanalwandstärke noch erforderliche Mass entfernt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
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dass es aus einzelnen, je allseitig umschlossenen, radial verlaufenden, mit ihren äusseren Wandungsteilen nicht miteinander verbundenen Kanälen besteht, die somit durch die Fliehkraft nur auf Zug beansprucht werden.