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Laufrad für Dampf-oder Gasturbinen.
Die Erfindung bezieht sich auf Turbinen für elastische Treibmittel (Dampf oder Gas), und zwar besonders auf Turbinen mit mehreren auf einer Welle angeordneten Schaufelrädern oder Scheiben. Bei solchen Turbinen ist es wichtig, dass die Scheiben oder Räder so leicht als möglich hergestellt werden, um das Gewicht, die Grösse und die Herstellungskosten der Maschine zu verringern. Ferner kann dadurch, dass man die Räder so dünn wie möglich hält, und zwar insbesondere an den Naben, der Abstand zwischen den Lagern verringert, bzw. eine grössere Stufenzahl im selben Raume untergebracht werden.
Demgemäss wäre es erwünscht, das Rad in einem Stück aus Blech zu pressen. Bisher dürfte aber noch kein Rad dieser Art, wenigstens für Turbinen von beträchtlicherer Grösse, mit Erfolg angewendet worden sein. Der Grund hierfür liegt hauptsächlich darin, dass bei solchen Rädern nicht genügend Material in der Nabe vorhanden ist, um das Rad auf der Welle zu befestigen, so dass es den Beanspruchungen widerstehen kann, die sich aus den Schleuderkräften und den Temperaturwechseln ergeben, welche sich in der Turbine bei Belastungsschwankungen und Vakuumänderungen dauernd vollziehen. Die Räder sprechen natürlich auf Temperaturänderungen weit rascher an als die Welle. Infolgedessen findet eine ungleichförmige Ausdehnung der Räder und der Welle statt, und wenn die Räder auf der Welle starr befestigt sind, so entwickeln sich starke Beanspruchungen in den Naben.
Wenn die Naben zu leicht ausgeführt sind, so können die Räder verzogen werden und sich gegebenenfalls auf der Welle lockern.
Der Zweck der Erfindung liegt nun darin, eine neue Bauart für das Rad zu schaffen, welche die Ausdehnung des Rades durch Temperaturwechsel ermöglicht, ohne dass das Rad zum Verziehen oder Lockerwerden auf der Welle neigt. Die Erfindung zielt mit anderen Worten darauf ab, ein Rad zu schaffen, bei welchem die auf ungleichförmiger Ausdehnung beruhenden Beanspruchungen der Nabe in weitgehendem Masse ausgeschaltet sind.
Erfindungsgemäss besitzt das Turbinenrad unweit der Nabe eine ringförmige Kröpfung, die als elastische Verbindung zwischen Rad und Nabe dient und dem Rade gestattet, sich bei Temperaturwechseln unabhängig von der Nabe auszudehnen, wodurch die sonst auf die Nabe entfallenden Beanspruchungen in Fortfall kommen. Dank dessen kann das neue Turbinenrad aus Blech gepresst werden.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfiindungsgegenstandes schematisch dargestellt, und zwar in radialem Schnitt.
Das Turbinenrad besteht aus zwei Platten 5 und 6, deren jede mit einer etwa rechtwinkelig zur Ebene der Platten verlaufenden Kröpfung 7 versehen ist. Die Nabe des Rades wird durch Flanschen 8 gebildet, über welche Ringe 9 gepresst werden, die dann festgenietet werden, wie bei 10 angedeutet. Diese Ringe 9 können mit So strammer Passung aufgepresst werden, dass sie die Flanschen 8 etwas einwärts drücken. Nach dem Festnieten der Ringe kann dann die Mittelöffnung des Rades auf genaues Mass ausgebohrt werden. Die Platten 5 und 6 werden am Umfange durch Abstandshalter 11 in dem richtigen Abstande gehalten,
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mit welchem die Platten bei 12 vernietet sind. Die Schaufeln 13 sind mit dem Rade in beliebiger Art verbunden, dass auf der Welle 14 sitzt.
Die neue Ausführung hat den Vorteil, dass sie bei leichtem Gewicht billig in der Herstellung ist, gleichzeitig aber genügend fest und starr ist, um allen Beanspruchungen durch Zentrifugalkraft und ungleichförmige Dehnung standzuhalten. Dies beruht zum grössten Teile darauf, dass die bei ungleichförmiger Dehnung auf die Nabe entfallenden Beanspruchungen nicht erheblich ausfallen, da die Kröpfungen in den Platten es ermöglichen, dass das Rad sich unabhängig von der Nabe dehnt und somit die Nabe von solchen Beanspruchungen freigehalten wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
It Laufrad für Dampf-oder Gasturbinen, dadurch gekennzeichnet, dass es aus Blech mit einer der Nabe benachbarten, ringförmigen Kröpfung (7) hergestellt ist, welche eine nachgiebige Verbindung zwischen Rad und Nabe bildet, so dass der radial nach aussen ragende Teil des Rades sich im wesentlichen unabhängig von der Nabe dehnen kann.