<Desc/Clms Page number 1>
Schaufelbefestigung an Turbinen für elastische Treibmittel.
Die Erfindung betrifft eine Sohaufelbefestigung an Turbinen für elastische Treibmittel.
Beim Anbringen von Schaufeln auf einen Schaufelträger, beispielsweise dem Rade eines Turbinenkranzes, ist es besonders, wenn die Befestigung mittels umgekehrten Schwalbenschwanzes geschieht, erwünscht, dass die benachbarten Seiten der Schaufelfüsse miteinander rund um das Rad herum so dicht in gegenseitigem Eingriff sind, dass in den Schaufeln Beanspruehungskräfte von solcher Grösse entstehen, dass beim Umlauf des Rades die auftretenden Zentrifugalkräfte die Schaufeln nicht so sehr strecken können, dass die Schaufeln sich in der Umfangsrichtung des Rades voneinander trennen.
Mit andern Worten, es ist erwünscht, dass die Seiten der Schaufelfüsse sich mit genügendem Druck gegeneinanderlegen, um in den Schaufeln selbst eine Spannung zu entwickeln, die mindestens der im Betriebe auftretenden Zentrifugalkraft gleichkommt. Gleichfalls ist es erwünscht, dass die Böden der Sehaufelfüsse die Ringschulter am Fusse des Kranzes mit genügendem Druck berühren, so dass die dadurch bedingte Beanspruchung mindestens der im Betriebe auftretenden Zentrifugalbeanspruchung gleichkommt und die Sehaufelfüsse sich nicht von den Schultern trennen. Anderseits aber ist es wesentlich, dass nicht zu grosse Anfangsspannungen beim Anbringen der Schaufeln entstehen, da dies zu unrichtiger Lage der Schaufeln sowie zur Beschädigung des Rades und der Schaufeln führen kann.
Der Zweck der Erfindung liegt darin, eine solche Anordnung und Ausführung zu schaffen, dass es nur möglich ist, in den Schaufelringen Vorspannungen von der gewünschten Grösse zu erzeugen. Hiezu werden nach der Erfindung Quetschleisten längs der Kanten oder Böden der Schaufeln oder längs beider angeordnet. Diese Leisten quetschen sich weg, wenn die Beanspruchungen einen bestimmten Wert erreichen und verhindern dadurch ein Überschreiten dieses Wertes.
In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt : Fig. 1 ist ein Radialschnitt durch einen Turbinenläufer nach einer ersten Ausführungsform ; Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht der Fig. 1 und Fig. 3 einen Schnitt nach Linie 3-3 der Fig. 1. Die Fig. 4 und 5 sind den Fig. 1 und 2 entsprechende Darstellungen einer zweiten Ausführungsform ; Fig. 6 ist ein radialer Schnitt durch eine dritte Ausführungsform.
Gemäss Fig. 1-3 ist die Erfindung an einem Sehaufelgebilde derjenigen Art verkörpert, bei der der als Rad dargestellte Schaufelträger 9 einen Kranz 10 hat, welcher auf gegenüberliegenden Seiten mit konzentrischen unterschnittenen Ringnuten versehen ist. Diese schaffen Falze oder Vorsprünge dz die nach der Mitte des Teiles 9 hin geschrägt sind. Am Fsse des Kranzes 10 sind Schultern oder Ansätze 12.
Die Fusse der Schaufeln 13 sind U-förmig und ihre Schenkel 14 reiten auf dem Kranz 10. Die Innenseiten der Schenkel je sind mit Falzen oder Vorsprüngen 15 versehen, welche in die unterschnittenen Nuten am Kreuze 10 passen, so dass die Falze 11 und 15 ineinander greifen. Schaufeln dieser Art können nach einem bekannten Verfahren auf dem Radkranz zusammengebaut werden, indem man den Schaufel- fussschenkeln. 14 genügenden gegenseitigen Abstand gibt, so dass sie rittlings radial auf dem Kranz 10 aufgeschoben werden können, worauf die Schenkel zusammengepresst und die Schaufeln radial bewegt werden, um die Falze 15 und 11 in Eingriff zu bringen.
Nach diesem Verfahren wird der ganze Ring von Schaufeln zunächst in vorläufiger Art um das Rad herum in der richtigen gegenseitigen Abstands-
<Desc/Clms Page number 2>
beziehung zusammengebaut, worauf die Schaufelsohenkel jeder Schaufel gegeneinander und gegen den Kranz gequetscht oder gepresst werden, wobei die Schaufeln gleichzeitig auswärts verschoben werden und somit die Falze 11 und 15 in sperrenden Eingriff kommen. Während dieses Quetschvorganges fliesst das Metall der Schaufelfussschenkel in der Umfangsrichtung, was manchmal die Wirkung hat, dass benachbarte Schaufeln so scharf gegeneinander gepresst werden, dass die in dem Schaufelring dadurch erzeugten Spannungen das gewünschte Mass weitaus überschreiten.
Wenn die Schaufelschenkel zusammengepresst werden, so gleiten auch die Falze 15 bei der radialen Auswärtsbewegung an den Aussenflächen der Falze 11 empor und werden dadurch gequetsch. Die hiedurch bedingte Reibung lässt manchmal die Falze 15 in der Umfangsrichtung fliessen und sich so dicht und stramm gegen die Oberflächen der benachbarten Schaufeln legen, dass die Radialbewegung der Falze 15 zur richtigen Lage unter den Falzen 11 dadurch verhindert wird. Das Resultat ist eine unvollkommene Wechselverriegelung zwischen den Falzen 15 und 11.
Erfindungsgemäss werden diese Schwierigkeiten durch Anordnung von Quetschleisten 16 zwischen den Schaufelfüssgn vermieden. Diese Leisten verringern die Berührungsfläche zwischen benachbarten Schaufeln soweit, dass unabhängig von der Grösse des auf die Seiten der Schaufeln ausgeübten Druckes in dem Schaufelring keine ein bestimmtes Mass überschreitenden Spannungen erzeugt werden können, da beim Überschreiten dieses Masses die Streifen 16 sich wegquetschen. Gleichzeitig dienen die Quetschleisten 16 auch dazu, benachbarte Schaufeln an den Enden der Falze 15 etwas getrennt zu halten, so dass diese Falze, auch wenn sie während des Quetschvorganges etwas in der Umfangsrichtung fliessen, dennoch nicht mit benachbarten Schaufeln derart in Berührung kommen, dass sie die radiale Auswärtsbewegung verhindern könnten.
Die Falze 15 fliessen beim Aufquetschvorgange nicht ausreichend genug, um sie in Reibungseingriff mit den benachbarten Schaufeln zu bringen und gegen diese zu sperren.
Die Quetschleisten geben daher Sicherheit gegen die Entwicklung übermässiger Spannungen im Schaufelringe beim Zusammenbau der Schaufeln, verhindern aber nicht, dass man den gewünschten Spannungsbetrag im Schaufelringe erzielen kann. Gleichzeitig wird die beim beschriebenen Zusammenbau von Schaufeln auf einem Läufer bisher bestandene Schwierigkeit, dass die Falze oder Vorsprünge an den Schaufelschenkeln seitwärts fliessen und sich gegen benachbarte Schaufelflächen klemmen, behoben.
Nach dem Aufquetschen der Schaufelfüsse auf dem Radkranz verbleiben noch kleine Zwisehenräume zwischen dem inneren Ende der Schaufelschenkel und den Schultern 12. Diese Zwischenräume können durch Anstauchen der Enden der Schaufelfüssg oder des Materials der Schultern oder aber durch Eintreiben eines besonderen Stemmntreifem ausgefüllt werden. L'1ut Zeichnung sind die Zwischenräume durch einen besonderen Stemmstreifen 17 ausgefüllt.
Gemäss Fig. 4 und 5 ist eine Befestigung mit umgekehrten Schwalbenschwanz verwendet, bei der in bekannter Art die Schaufeln durch Fiillschlitze auf den Radkranz gebracht und in der Umfangsrichtung in richtige gegenseitige Abstandslage verschoben werden, wobei die Füsse benachbarter Schaufeln in Eingriff miteinander oder mit zwischengeschalteten Abstmdsblöeken gebracht werden. Das Schaufelrad 20 hat einen Kranz 21 mit ringförmigem Kopf 2. 3, der Vorsprünge 23 bildet. Die Schaufeln 24 haben U-förmige Füsse, die mit ihren Schenkeln 2J auf dem Kranz 21 reiten und Ansätze 26 haben, welche unter die Ansätze 23 passen.
Am Fusse des Kranzes 21 sind Ringnuten 27 angeordnet, gegen welche die inneren Enden der Schaufelschenkel 25 aufruhen. B3i 28 sind Ringflanschen vorgesehen, welche ein seitliches Wegspreizen der Soha, ufelschenkel verhindern. Zwischen den benachbarten Schaufeln sind Quetschleisten 29 ähnlich den Quetschleisten-M der Fig. 1-3 vorgesehen und an den inneren Enden der Schaufelfusschenkel sind Quetschleisten 30 vorhanden, die zwischen den Böden der Schenkel und den Flanschen 28 ruhen.
Bei Ausführung der E find mg an einem Rade nach Fig. 4 und 5 wird zunächst der Schaufelring auf dem Radkranz in üblicher Art angebracht und die Füllöffnungen werden durch Blöcke verschlossen. Nunmehr sind die Sehaufelfüsse in gutem Eingriff miteinander. Alsdann wird eine Anzahl der Schaufeln in regelmässigen Abständen rund um das Rad herum verstemmt, so dass in den Schaufeln selbst eine
Spannung entsteht, welche der im Betriebe auftretenden Zentrifugalkraft gleich oder nahezu gleich ist.
Spannungen über einen bestimmten Betrag hinaus können im Schaufelringe durch das Verstemmen nicht entstehen, da die Leisten 29 sich wegdrücken. Das Rid wird auch längs der seitlichen Oberflächen der Nuten 27 verstemmt, um letztere radial auszutreiben und die Ansätze 26 in festen Eingriff mit den Ansätzen 23 zu bringen. Durch Anwendung der Quetschleisten 30 wird die Möglichkeit der Entwicklung zu hoher Beanspruchungen im Kranz 21 und den Schaufelschenkeln vermieden. Bei dem letzterwähnten
Verstemmen kann etwas Material weggedrückt oder zum Fliessen in die Zwischenräume zwischen den
Quetschleisten 30 gebracht werden, wie bei A in Fig. 5 angedeutet ist. Dies hilft dazu, die Schaufeln in ihrer Lage zu sperren.
Die Quetschleisten 30 können quer oder in der Umfangsrichtung verlaufen. Nach Fig. 4 und 5 sind sie quer gerichtet, während sie nach Fig. 6 in der Umfangsrichtung verlaufen.
Gemäss Fig. 6 trägt der Schaufelträger 20a die Schaufeln 24a. Die Quetschleisten 29a und 30a entsprechen den Leisten 29 und 30 der Fig. 4 und 5. Selbstverständlich können Quetschleisten 30 oder 30 a entsprechend den Fig. 4-6, falls gewünscht, auch bei der Ausführung nach Fig. 1-3 verwendet werden.