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Stabförmige Schaufel für Dampf-und Gasturbinen mit T-förmigem, zur mittelbaren Befestigung der Schaufel dienendem Fusse.
Es ist bekannt, Schaufeln für Dampf-und Gasturbinen so zu befestigen, dass sie selbst nur an den Zwischenstücken befestigt sind, während diese hinwieder am Zylinder oder an der Spindel fest sind und so die Befestigung der Schaufeln mit diesen Teilen vermitteln.
Bisher wurde zwecks Befestigung der Schaufel am Zwischenstück diese meistens mit einem winkelförmigen Fuss versehen, welcher in der Regel durch Abbiegen der Schaufel erzeugt wurde.
Bei Ausreissversuchen bricht bei solchen Schaufeln in der Regel dieser Fuss, da er eine einseitige Biegungsspannung erleidet, welcher das durch das Umbiegen des Fusses innerlich geschwächte Material nicht gewachsen ist. Dies ist heute bei den mit den erhöhten Umfangsgeschwindigkeiten ständig wachsenden Schaufelbeanspruchungen nicht mehr zulässig.
Zweck dieser Erfindung ist nun die Schaffung einer Schaufel mit T-förmigem, zur mittelbaren Befestigung der Schaufel dienendem Fusse, welcher dem Schafte der Schaufel bezüglich Festigkeit ebenbürtig und einfách herstellbar ist.
Zu diesem Zwecke wird der Fuss nach Fig. i T-förmig gestaltet, um eine zentrale Belastung zu erzielen und damit Biegungsspannungen nach Möglichkeit zu vermeiden. Ferner wird derselbe so ausgebildet, dass das Material der Schaufel bei der Bildung des Fusses möglichst wenig verschoben wird, einerseits damit es einen guten Zusammenhang mit dem Material des Schaufelschaftes behält und andrerseits, um die Herstellung des Fusses durch eine einzige Stauchoperation möglich zu machen und damit einfach und billig zu gestalten.
Dies wird dadurch erreicht, dass der Schaufelfuss eine Breite erhält, welche ein konstantes oder angenähert konstantes Vielfaches der zugehörigen Schaufeldicke ist, so also, dass z. B. in Fig. 2 alb angenähert = a'/b'= a"/b" ist. Man erreicht dadurch, wie man durch Ätzung zeigen kann, Materiallagerungen nach Fig.'3, welche eine so grosse Festigkeit des Fusses verbürgen, dass sie diejenige des Schaftes übertrifft.
Diese Formgebung des Fusses kann zweckmässigerweise. auch noch mit einer Verdickung des Schaftes in der Nähe der Wurzel verbunden werden, um die Schaufel an der Übergangsstelle in die Schaufelbefestigung gegen Ermüdungsbrüche, welche an dieser Stelle aufzutreten pflege, besser zu schützen. Diese Verdickung kann zylindrisch nach Fig. 4 oder beliebig anders geformt sein, jedoch so, dass auch für sie das Verhältnis zwischen ihrer Dicke und der ursprünglichen Schaftdicke über einen Querschnitt senkrecht zur Schaufelachse konstant oder angenähert konstant ist, damit die Verdickung gleichzeitig mit dem Schaufelfuss in einer Stauchoperation hergestellt werden kann (Fig. g).
Diese Verdickung kann beidseitig des Schaufelschaftes (Fig. 4) oder nach Fig. 6 auch nur einseitig sein. Versuche haben gezeigt, dass das Material viel lieber nach der konvexen Seite der Schaufel abfliesst als nach der konkaven, so dass die einseitige Verstärkung nach der konvexen Seite hin bezüglich Herstellung besondere Vorteile bietet.
Bei verhältnismässig kleinem Trommelradius kommen die Schaufeln fächerartig zu stehen, bei zylindrischem Schaufelschaft müssen deshalb die Zwischenstücke konisch sein, was deren Herstellung wesentlich erschwert, da sie nicht mehr durch Ziehen hergestellt werden können.
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In diesem Falle ist es zweckmässig, die Verdickung der Schaufel nach Fig. 7 konisch zu gestalten, so dass normale zylindrische Zwischenstücke verwendet werden können. Diese Formgebung hat den weiteren Vorteil, dass die Schaufel beim Stauchvorgang an der Übergangsstelle vom Fusse in die Verdickung geführt ist, indem hier das ursprüngliche Stabprofil erhalten bleiben kann, wodurch der Stab vor dem Ausknicken bewahrt wird.
Auch diese Art der Verdickung kann zwecks Erleichterung der Herstellung nach Fig. 8 einseitig ausgebildet werden. Der dadurch verursachten Schiefstellung der Schaufel, welche eine erhöhte Beanspruchung durch Biegungsspannungen zur Folge hätte, kann man dadurch begegnen, dass die Sektionen so schief abgeschnitten und schief gestellt werden, dass die Schaufel radial zu stehen kommt.
Durch die Erfindung wird somit eine Schaufelfussform angegeben, welche die Schwächen der bisherigen Schaufelfüsse vermeidet und den Schaufelfuss bei einfachster Herstellungsart hinsichtlich der Festigkeit dem vollen Schaufelschaft ebenbürtig macht.
PATENT-ANSPRÜCHE : i. Stabförmige Schaufel für Dampf-oder Gasturbinen mit T-förmigem, zur mittelbaren Befestigung der Schaufel dienendem Fusse, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (a) des Fusses überall ein konstantes oder angenähert konstantes Vielfaches der zugehörigen Schaufeldicke (bS ist, zum Zwecke, einen dem Schafte betreffs Festigkeit ebenbürtigen Schaufelfuss durch einfaches Anstauchen an diesem Schafte herstellen zu können.