Schaufel für Kreiselmaschinen. Bei Kreiselmaschinen zum Beispiel bei Wasserturbinen; mit drehbaren Laufradschau- feln müssen die Schaufeln eine solche Um fangsbegrenzung haben, dass sie bei Verdre hung um die Schaufelachse in keiner Stellung an die Wand des Turbinenschachtes anstossen. Zu diesem Zweck ist es notwendig, sie in ge schlossener Stellung durch Abdrehen des Laufradumfanges zu bearbeiten. Unter ge schlossener Stellung der Schaufel ist .dabei diejenige verstanden, bei der die Verbin dungslinie der äussersten Punkte der Ein tritts- und Austrittskante in einer zur Lauf rad achse senkrechten Ebene liegt.
In Abb. 1 ist eine solche Laufradschaufel gezeichnet, und zwar bedeutet a die Nabe, in der die Schaufeldrehbar gelagert ist, b die Eintritts- kante, c .die äussere Stirnkante, d die innere Stirnkante, e die Austrittskante, f die Wan dung des. Turbinenschachtes.
Durch die be schriebene Art der Bearbeitung ergibt sich an der äussern Stirnkante eine Kreiszylinder fläche, deren Abwicklung E-F in die Ebene eine dem Profil einer Flugzeugtragfläche ähnliche Form zeigt, wie sie in der Neben- zeichnung der Abb. 1 dargestellt ist. An diese Stirnfläche schliessen sich die Ober- und Un terflächen ,der Schaufel nahezu rechtwinklig an, so dass Achsialschnitte durch die Schau fel nahezu die Form vom Rechtecken haben, deren Höhe nach der Austritts- und Eintritts kante zu immer geringer wird.
In Abb. 1 sind zwei solche Schnitte in leicht verständlicher Weise in die Schaufelaufsicht teilweise ein gezeichnet. An der Eintrittskante b ist die Schaufel abgerundet, an der Austrittskante e zugeschärft, wie es durch .den Schnitt A-B dargestellt ist. Achsparallele Schnitte, die nur ein zylindersegmentartiges Stück vom der Schaufel abschneiden, haben ebenfalls einen trapezförmigen Querschnitt (siehe Schnitt C-D in Abb:. 1).
Werden die so geformten Schaufeln aus der geschlossenen Stellung in eine Betriebs stellung verdreht, wobei die Verbindungs linien zwischen den äussersten Punkten der Eintritts- und Austrittskante nicht mehr in einer Ebene senkrecht zur Achse liegen, dann haben,diese äussersten Punkte von der Wandung .des. Turbinenschachtes einen grösseren Ab- stand als die mittleren Teile der äussern Lauf- ra.dstirnfläche, wie es in Abb. 1 gezeielinet ist.
Es zeigt sich am Eintritt und Austritt ein Spalt, der nicht nur Wasser ungenutzt hin.durchtreten lässt, sondern in dem auch durch den Anprall des Wassers gegen die Schaufelstirnfläche Wirbelbildungen auftre ten, die einen grösseren Teil der Schaufelober- und -unterfläche in Mitleidenschaft ziehen und viel Arbeit verzehren.
Ähnliche Verhältnisse treten an der in nern Stirnfläche d der Schaufel auf, mit der sie an dem Nabenkörper anliegt. Hier muss die Schaufel an -den Stellen, mit denen sie über den Ansatz des sie tragenden Stiel, hinausragt, soweit ausgearbeitet iverderi, dass sie in keiner Betriebsstellung an der Nabe klemmt.
Massgebend dafür ist die Stellung der grössten Offnung. Infolgedessen ist. bei teilweise oder ganz geschlossen Cr Stel lung im Eintritt und Ausritt ein Spalt zwisehen der innern Stirnfläche der Schaufel und dem Nabenkörper vorhanden, der infolge der scharfkantigen Begrenzung der cii@.ufel, wie sie in Abb. 1 durch eingezeichnete von der innern Stirnkante d ausgehende Schnitte kenntlich gemacht ist, ebenfalls schädlich wirkt.
Durch die vorliegende Erfindung wird den schädlichen Wirkungen der Spalte da durch abgeholfen, dass die der Gehäusewand und der Nabe benachbarten Stirnflächen nicht mehr als Zylinderflächen ausgeführt werden.
sondern dass die Schaufel nicht nur längs, der Austritts- und Eintrittskante, sondern auch längs ihrer Stirnkanten abgerundet bezw. zu gescliärft ist, so dass keine scharfkantig be grenzten Stirnflächen vorhanden sind, und dass diejenigen ganten, gegen .die das Wasser # -in strömt, abgerundet, diejenigen Kanten, von denen es abläuft, zugeschärft sind.
Die For mung der Kanten kann hierbei zweckmässig derart erfolgen, dass sich in Fortsetzung der Sch.aufeleintrittskante eine sanfte Abrun dung der Stirnkanten zeigt, die allmählich immer schärfer wird und schliesslich beim Zusammenstossen mit der Schaufelaustritte kante in eine ebenfalls völlig scharfe Form übergeht. Die Übergänge-- zwisehe nd er Aus- und Eintrittskante und den Stirnkanten kön nen dabei noch abgerundet werden,
so dass die Schaufel von der Ober- und Unterfliichu aus gesehen eine stetige Degrenzung zeigt.
In -Abb. ? ist eine Schaufel der rinnen Form als Ausführungsbeispiel des Erfin- dungsgegeiistaades dargestellt. Die gezeich neten Schnitte zeigen die Formgebung der Schaufelkanten. g bedeutet dabei die mög liche Abrundung des I "l,- i---an--es von der Eintritts- undustritt.i:ane zu den Stirn kanten.
Die Abrundung und Zuschärfun- der Stirnkanten. kann noch in verschiedener Weise vorgenommen werden, indem man ent weder die Ober- und Uaterl'lä elie der Schau fel gleielimässig abrundet od(,r die Abrundung auf der eineneitatäi-h,-r vornimmt eil auf der andern.
Bei Schaufeln nach Abt. ? werden zwar dif. in der @etriebsaellun\der Seliaufeln am Umfang- und in der teilu-eile oder ganz ge- sehlossenen Stellung an der Nahe auftreten- den Spalte nicht vermieden, da dies bei Aus bildung des Schachtes und der Nabe als Zy linder überhaupt unmöglich ist, aber es wer den die schädlichen Folgen beseitigt,
die au der scharfkantigen Ausbildung der Flächen sich ergeben. Denn jetzt kann das in diese Spalte und gegen die Schaufelkanten strö mende Wasser ungehindert auf die Schaufel- flächen treten, ohne in Wirbel zu geraten, und kann ebenso wirbellos abfliessen.
Nachdem durch die abgerundete und zu- geschä.rfte Ausbildung der Stirnkanten die schädlichen Folgen des Spaltes ausgechaltet sind, können die Abrundungen y an den Übergangsstellen zwischen den einzelnen Kanten soweit getrieben werden, dass keine scharfe Abgrenzung von Eintritt..- und Aus trittskante einerseits,
gegen die Stirnkanten i andL -rseits vorhanden ist. sondern dass die Ab- rundungen in sanfter Krümmung am Umfang etwa bis zur Schaufelachse reichen und dort unmittelbar oder unter Zwischenschaltung eines nur kurzen Stückes, das bei geschlos sener Schaufelstellung konzentrisch zur Ge- häusewand verläuft, ineinander übergehen bezw. an der Nabe sich bis zum Schaufel stiel,
mit dem die Schaufel in der Nabe ge lagert ist, erstrecken.
In Abb. ä ist als weiteres Ausführungs beispiel des Erfindungsgegenstandes eine Schaufel gezeichnet, bei der die Übergänge sehr stark abgerundet sind.
Die angegebenen Schaufelformen sind ebenso für die Schaufeln der Leiträder und für feste Schaufeln ohne Aussenkranz ver wendbar. Bei letzteren kann zwar der Spalt durch genaues Einpassen der Schaufeln in das Gehäuse vermieden werden. Die darge stellte und beschriebene Gestaltung der Schaufeln lässt aber die Notwendigkeit ver meiden, den Spalt möglichst klein zu machen, sie lässt also eine weniger genaue Bearbeitung der Schaufeln zu, ohne durch den dann ent stehenden Spalt schädliche Wirkungen her vorzurufen.
Die neuen Schaufelformen sind auch nicht auf Wasserturbinen und Pumpen beschränkt, sondern können auch bei Dampfturbinen, Kompressoren und sonstigen Kreiselmaschi nen Verwendung finden.